Zatímco samotná technologie se nevyvinula tak rychle, jak jsme chtěli, nyní jsme na křižovatce, kde musíme prozkoumat sbližování technologií. Jak je to, co se děje v robotice, určeno tím, co se děje v oblasti 3D tisku? Co lze dosáhnout aplikací nejnovějších pokroků v kvantovém počítání na nanotechnologie? Mezi všemi těmito liniemi je jedna obzvláště zvědavá křižovatka: umělá inteligence a genomika. V každé z těchto oblastí dochází k neustálému pokroku, ale Jamie Metzel věří, že právě jejich sbližování nás přiblíží k neprozkoumaným územím, o kterých jsme snili při čtení sci-fi. "Začne tahání a bude to soutěž mezi realitou naší biologie, s jejími vestavěnými omezeními a rozsahem našich ambicí," říká.
Metzel je vedoucím členem Atlantické rady. Minulý týden hovořil o svých myšlenkách o genomice a umělé inteligenci ao tom, kam nás jejich sbližování zavede.
Život, na který jsme zvyklí
Metzel vysvětluje, že genomika jako pole se vyvinula pomalu - ale rychle nabrala na síle. V roce 1953 James Watson a Francis Crick identifikovali strukturu dvojité šroubovice DNA a uvědomili si, že pořadí párů bází obsahuje poklad genetické informace. Byla to kniha života, našli jsme ji.
V roce 2003, kdy byl dokončen projekt Human Genome Project (po 13 letech a utrácených 2,7 miliardy USD), jsme se dozvěděli, že genom tvoří 3 miliardy párů bází a umístění specifických genů na našich chromozomech. Kniha života neexistovala - mohla být přečtena.
O patnáct let později - v roce 2018 - jsme již zvládli dovednosti přesně editovat geny rostlin, zvířat a lidí. Všechno se rychle mění a tlačí nás k novým hranicím. Zapomeňte na čtení knihy života - učíme se ji psát.
"Číst, psát a hackovat - je zřejmé, že lidé jsou jen další formou informační technologie, a stejně jako naše informační technologie vstoupila do exponenciální křivky objevu, vstoupíme také do sebe," říká Metzel. "A to se protíná s revolucí AI."
Propagační video:
Life Science Plus Machine Learning
V roce 2016 porazil program AlphaGo společnosti DeepMind nejlepšího hráče na světě. V roce 2017 se objevil AlphaGo Zero: na rozdíl od AlphaGo se AlphaGo Zero nenaučil z předchozích her go, ale jednoduše se naučil pravidla hry go - a během čtyř dnů porazil program AlphaGo.
Naše vlastní biologie je rozhodně mnohem složitější než hra Go, a tam bychom měli začít. „Systém naší vlastní biologie, kterému se snažíme porozumět, je masivní, ale hlavně důležitý, pochopitelný.“
Vezměte standardní soubor pravidel naší biologie, údaje o genomu - a nakonec můžete dokonce překonat samotnou přírodu.
Mnoho zemí již takové údaje začíná vyrábět. Britská národní zdravotnická služba nedávno oznámila plán sekvencování genomů pěti milionů Britů v průběhu příštích pěti let. Ve Spojených státech je výzkumný program Všichni z nás sekvencí milionu Američanů. Čína je ještě agresivnější při sekvenování své populace a jejím cílem je do roku 2020 sekvenovat polovinu všech novorozenců.
"Budeme mít obrovské zásoby sekvenovaných genomických dat," říká Metzel. "Skutečný objev přijde porovnáním sekvenovaných genomů lidí s jejich elektronickými lékařskými záznamy a nakonec s jejich životními záznamy."
Další věcí je přimět lidi, aby dobrovolně sdíleli své údaje. Zde však může být nedostatek silné ochrany soukromí v Číně významnou výhodou.
Abychom mohli porovnat genotypy a fenotypy v měřítku - nejprve miliony, pak stovky milionů, pak miliardy - podle Metzela, budeme potřebovat nástroje umělé inteligence a analýzy velkých dat a algoritmy, které jsou mnohem lepší než ty, které známe. Tyto nástroje nám umožní přejít od precizní medicíny k prediktivní medicíně, abychom přesně věděli, kde a kdy jsou různá onemocnění připravena na výskyt, a zastavili jejich výskyt.
Když ale odemkneme vlastní genetiku, nebude to jen a ani tolik zdravotní péče. Nakonec jde o to, kdo a co jsme - lidé. Je to o identitě.
Designérské děti a jejich děti
Podle Metzela bude nejvážnější aplikací našich genomických znalostí v chovu embryí.
V současné době vám postupy in vitro fertilizace (IVF) umožňují extrahovat asi 15 vajec, oplodnit je a před implantací provést genetické testování; v tuto chvíli můžete zjistit, jak vypadají nemoci spojené s mutací jednoho genu, a jednoduché funkce, jako je barva vlasů nebo očí. Když se dostaneme k milionům lidí a poté k miliardám lidí se sekvenovanými genomy, získáme vhled do toho, jak funguje genetika v měřítku a jak se mohou informovaně rozhodovat.
Představte si, že v roce 2023 navštívíte kliniku plodnosti. Dáte kousek kůže nebo vzorek krve a použitím gametogeneze in vitro (IVG) se z vaší kůže nebo krevních buněk stanou vajíčka nebo spermie, i když jste neplodní, které lze později spojit do embryí. Desítky stovek embryí vytvořených z umělých gamet darují několik buněk, po kterých se tyto buňky sekvenují. Genové sekvence vám říkají o pravděpodobnosti určitých vlastností a nemocí. "Když je genetický základ všude, budeme schopni s ještě vyšší přesností pochopit, jak zdravé dítě vyroste."
To podle jeho názoru může vést k divokým a děsivým následkům: pokud si vezmete 1000 vajec a vyberete si jedno s optimálním genetickým sledem, můžete se potom „oženit“se svým embryem s někým jiným, kdo udělal podobné věci na jiné genetické linii. "Vaše 5denní embryo a mimozemské 5denní embryo bude mít dítě v procesu IVG," říká Metzel. "Potom bude mít dítě dítě s dalším pětidenním embryem z jiné genetické linie a můžete pokračovat dál a dál."
Zní to šíleně, že? Ale počkejte, to není všechno. Jak řekl Jason Pontin letos Wiredu, „Technologie úpravy genů, jako je CRISPR-Cas9, umožní relativně snadnou opravu, přidání nebo odstranění genů během IVG, eliminace nemoci nebo zlepšení, která se vlní v dětském genomu. To vše může znít jako sci-fi, ale pro ty, kteří sledují tento výzkum, se zdá, že kombinace genové editace a IVG je více než jen pravděpodobná - nevyhnutelný vývoj. ““
Všechno šílené je jednoduché
Po šlápnutí na kluzký svah genové editace a párování embryí se pustíme do dystopické rasy, abychom vytvořili dokonalého člověka. Pokud někdo věnuje tolik času a úsilí výběru embryí, zeptá se Metzel, jak si vybere manželského partnera pro své děti? IVG mu umožní urychlit vývoj.
"Všichni musíme být součástí inkluzivního, integrovaného, globálního dialogu o budoucnosti našeho druhu," říká Metzel. "Zdravotničtí pracovníci v tom budou důležitými uzly." V neposlední řadě může tento dialog vyvolat otázku přístupu k technologiím, jako je IVG; Měli bychom podniknout nějaké kroky, aby IVG nepřecházelo z nástroje pro bohatou menšinu k nástroji pro ještě bohatší a větší menšinu, čímž by se rozhoupala nerovnost a dále polarizovala společnost?
Jak poznamenává Pontin, před 40 lety způsoboval IVG také strach, zmatek a odpor - a dnes je oplodnění in vitro stejně běžné a rozšířené, jako miliony zdravých dětí vytvořených touto technologií.
Ilya Khel