Prvi biološki teleportator se nahaja v laboratoriju Synthetic Genomics Inc. (SGI), ki se nahaja v pritličju stavbe v San Diegu in je videti kot velik voziček z opremo.
V resnici je ta naprava skupek majhnih strojev in laboratorijskih robotov - med seboj povezani so ena velika naprava. Zmožen je narediti nekaj brez primere, in sicer poslati digitalno kodo za tiskanje virusov.
V seriji poskusov, ki so lani vstopili v svojo zadnjo fazo, so znanstveniki SGI poslali sklope genetskih navodil od drugod po stavbi, da samodejno posnemajo DNA virusov navadne gripe. Na enak način so naredili delujoči bakteriofag (virus, ki okuži bakterije).
Čeprav virus ni prvič izdelan iz delov DNK, je prvič virus ustvarjen v samodejnem načinu, brez ročnih operacij.
Naprava, ki so jo poimenovali "digitalno-biološki pretvornik", je bila predstavljena maja. Zaenkrat je to samo prototip, v prihodnosti pa bi takšna orodja lahko prenašala biološke podatke z mesta epidemije neposredno proizvajalcem cepiv ali na zahtevo "tiskala" prilagojena zdravila neposredno na pacientovi lokaciji.
"Že desetletje smo sanjali, da bi lahko pošiljali oblike življenja po faksu," pravi Juan Henriquez iz podjetja Excel Ventus, podjetja tveganega kapitala, ki je vlagalo v SGI. Predvideva novo industrijsko revolucijo, ki temelji na "digitalno-biološkem pretvorniku" enake velikosti kot revolucija, ki jo je nekoč izdeloval pobiralnik bombaža.
Craig Venter, disident biolog, ki je leta 2005 ustanovil Synthetic Genomics (čeprav ne sodeluje več pri njenih vsakdanjih dejavnostih), nakazuje možnost medplanetarnega prenosa življenjskih oblik.
"O tem se je pogovarjal z Elonom Muskom," pravi Dan Gibson, podpredsednik SGI za tehnologijo DNA.
Promocijski video:
Virusi gripe
Za razliko od Craiga Venterja, ki slovi po velikih izjavah in ambicioznih načrtih, je Gibson med biologi znan po svoji vpletenosti v Gibsonovo skupščino - reakciji, ki majhne koščke DNK, pridobljene v laboratoriju, združi v večje gene.
SGI-jev komercialni tiskalnik DNA BioXP 3200 je v središču digitalno-biološkega pretvornika. Ko Gibson v pisarni pošlje pretvornik sporočilo, ta začne delovati s predhodno naloženimi kemikalijami. Takšno sporočilo bi poslali od koder koli.
Konec maja je Gibsonova ekipa razkrila, kako so s tiskalnikom ustvarili DNA, RNA, beljakovine in viruse "samodejno iz digitalno prenesenih zaporedij DNA brez človekovega posredovanja".
Dela na digitalno-biološkem pretvorniku so se začela leta 2013, ko sta družba SGI in proizvajalec zdravil Novartis izvedla test, da bi ugotovila, ali je mogoče podatke iz epidemije gripe uporabiti za hitro ustvarjanje semenskih virusov, ki se uporabljajo pri proizvodnji cepiv.
Priložnost za preverjanje se je pojavila marca istega leta, ko so Kitajci napovedali epidemijo virusa gripe H7N9 in njegovo zaporedje DNK objavili javno. (H in N v imenu gripe se nanašata na hemaglutinin in nevraminidazo, beljakovine na zunanji ovojnici virusa, ki ju prepozna človeški imunski sistem.) »Bila je velikonočna nedelja,« se spominja Gibson, »ko sem prejel e-poštno sporočilo o paniki virusa na Kitajskem. aviarna influenca H7N9. Tako smo lahko zelo hitro dobili zaporedje DNK."
Dva dni kasneje je SGI brez dostopa do vzorcev z zgolj digitalnimi sekvencami sintetiziral proteinske gene H in N. na DNA tiskalniku. Te verige DNA so poslali v Novartis, kjer so ustvarili sev virusa, ki vsebuje nove genetske podatke za proizvodnjo cepiva. Takrat je ideja o digitalno-biološkem pretvorniku postala resničnost, je dejal Gibson. »Rekel sem, ali lahko vse skupaj zložimo v eno škatlo?« Se spominja.
Gibson upa, da bo z napravo ustvaril donosen posel. »Predstavljajte si,« pravi, »da Center za nadzor in preprečevanje nalezljivih bolezni v Atlanti dešifrira genetske podatke za protitelesa proti bolezni, kot je ebola, ki ogroža epidemijo. To kodo lahko pošljemo pretvornikom po vsem svetu in proizvodnja protistrupa se lahko začne. Verjamem, da bo to mogoče v bližnji prihodnosti."
Težave z napakami
Kakor presenetljiva je sposobnost programiranja življenja in njegovega distribucije na daljavo, o koristnosti biološke teleportacije ostaja predmet razprave. Pomembno je ustvariti majhno zalogo semenskega virusa, vendar je le en korak k izdelavi cepiva v oprijemljivih količinah za celo državo. O oslabljene viruse, ki jih najdemo pri gripi, moramo gojiti v bilijonih v piščančjih jajcih - skrbno načrtovan postopek, ki traja šest mesecev.
»Verige DNA, ki jih proizvaja pretvornik SGI, so še vedno nagnjene k napakam ali naključnim mutacijam. Te mutacije bodo nesprejemljivo visoke … za proizvodnjo cepiv ali farmacevtskih izdelkov, «piše David Evans, virolog z univerze v Alberti.
Kljub temu pa je po Evansu dejal: "Čeprav je v vsakem koraku malo novosti, so koraki za tvorjenje funkcionalne DNA precej impresivni … Rešite težavo z napako in imate napravo, ki si jo vsi želijo."
Gibson pravi, da išče rešitev težave z napako, prav tako pa poskuša zmanjšati pretvornik na sprejemljivo velikost. Zdaj naprava zaseda prostornino avtomobila Fiat 500.
Panspermija
SGI še ni "natisnil življenja" - večina biologov ne meni, da so virusi živi. Toda podjetje se lahko temu približa. Leta 2016 je SGI napovedal ustvarjanje "minimalne celice", bakterije z najmanjšim genomom od vseh, ki bi lahko služila kot kaseta za snemanje novih genskih navodil. Ker je "minimalna celica najpreprostejša oblika življenja", je Gibson dejal, da bi bilo logično, da bi jo poskusili natisniti.
Nekateri zagovorniki SGI, vključno z Craigom Venterjem, jasno kažejo, da bo končna stopnja DNK tiskalnika prenos življenjskih oblik med planeti. V predlaganem scenariju bi lahko stroj - ustvarjalec verig DNA iz drobcev - poslal na Mars, da bi pridobil genetsko kodo vseh živih oblik ali oblik, ki so jim blizu.
Te podatke bi lahko nato poslali v pretvornik na Zemlji, ki bi rekonstruiral tujo življenjsko obliko, po možnosti v laboratoriju z visoko stopnjo varnosti. Skupina uslužbencev SGI je leta 2013 na kratko sodelovala z Nasinimi znanstveniki v puščavi Mojave in preizkušala različne vidike teorije. "V avtobus smo naložili vse, kar smo potrebovali, izolirali nekaj vzorcev in jih sekvencirali," je dejal Gibson.
Pošiljanje informacij o življenju v vesolje je lahko še bolj zanimivo. Ena od teorij o izvoru življenja na Zemlji, znana kot panspermija, je bila, da je življenje prinesel meteorit ali komet. Pošiljanje bioloških pretvornikov v vesolje bi bilo nekakšno "povračilo" človeštva, pravi Juan Enriquez, z nadaljnjim širjenjem življenja.
"Želim narediti nekaj zunaj tega sveta - takšno stvar poslati na Mars in natisniti gorivo ali natisniti del ozračja ali hranila," pravi.
Ob tem se postavlja vprašanje, katero obliko življenja ali katero gensko zaporedje najprej poslati. Craig Venter je na skrivaj uporabil svojo lastno DNK za prvo človeško genomsko zaporedje, objavljeno leta 2003.
Na vprašanje, ali bo Venter reproduciral svoj genom na drugem planetu, sta Gibson in Enriquez odgovorila enako: "Brez komentarja."
Vadim Tarabarko