Jsme na pokraji mimořádného průlomu v syntetické biologii. CRISPR-Cas9, technologie úpravy genomu objevená v roce 2014, je v čele tohoto průlomu. Slibujeme, že vyřešíme problémy s výživou, chorobami, genetikou a - co je nejzajímavější - upravíme lidský genom k lepšímu. Abychom byli lepší, rychlejší, silnější a chytřejší: toto je šance, abychom nás předělali rychleji, než si přirozený výběr a evoluce přijdou na své.
Mnoho odborníků samozřejmě varuje před nebezpečím těchto nových příležitostí. Do biotechnologických startupů se valí obrovský proud peněz a závod o vrchol může ostře zatočit. V roce 2017 vědci vzkřísili vyhynulý kmen smrtícího viru koní. CRISPR může pomoci vytvořit skryté biologické zbraně, jako jsou neštovice, nebo zlepšit stávající nemoci, jako je ebola, což z nich dělá noční můru epidemiologů.
S průlomy, které se zdají jako sci-fi, se může zdát úkol odlišit humbuk od reality ohromující. To by však mělo být provedeno, zejména pro lidi, kteří mají daleko od vědy. Jak realisticky posoudit potenciální rizika a přínosy? Nový výzkum vědců z USA a Velké Británie, který byl nedávno publikován v eLifeSciences, osvětluje nejméně 20 otázek bioinženýrství.
Vědci analyzovali 20 směrů vývoje v různých časových horizontech: příštích pět let, příštích deset let a více než deset let. Průlom v umělé fotosyntéze se očekává v příštích pěti letech. Protože rostliny mohou přeměňovat oxid uhličitý na palivo, umělá fotosyntéza by mohla být zásadní pro energetickou krizi a boj proti změně klimatu. Přestože by jakýkoli systém k odstranění oxidu uhličitého v boji proti klimatu byl ohromující, nedávný výzkum ukázal, že umělá fotosyntéza může snížit CO2 efektivněji než rostliny a přeměnit jej na methanol jako palivo.
Dochází nám zemědělská půda, protože světová populace stále roste; k nasycení světa je nutná nová Zelená revoluce. Odpovědí je zlepšit přirozenou fotosyntézu genetickou modifikací, jako byl aktivován gen C4 v rýži. To zvýšilo úrodu rýže o 50%, a protože rýže je obrovským zdrojem kalorií, jedná se o velmi silný průlom.
Vědci také očekávají, že v příštích pěti letech začnou vážné kontroverze. První se týká etiky genové manipulace, která vede ke vzniku populace s novými charakteristikami. Mezi hmyzem, jako jsou komáři, se tyto geny šířily velmi rychle a lidé je plánují použít k tomu, aby komáři byli neplodní. To může poškodit ekosystémy a vést k nezamýšleným následkům. Můžeme najít způsob, jak zvrátit rozhodnutí o úpravě genů, než se rozšíří na generace? Skeptici o tom pochybují.
V příštích pěti letech se objeví další kontroverze: jak pohodlné bude úpravy lidského genomu? Vědci poznamenávají, že naše schopnost editovat lidský genom předčila naše chápání funkcí těchto genů. Předchozí výzkum se v zásadě zabýval statistickými korelacemi mezi genetickými podmínkami a dědičností určitých genů. Možná nám pečlivá editace umožní provádět experimenty, které odhalí tajemství naší vlastní DNA; nakonec jsme se naučili, jak zbavit myši Huntingtonovy choroby.
Ale stalo se, že experimentování s lidmi s sebou přináší jedinečný soubor etických problémů a vědci poznamenávají, že světové vlády se s nimi nijak zvlášť nespěchají - a Čína je zcela opomíjena.
Propagační video:
Ve střednědobém horizontu jsou vědci znepokojeni vznikem stále sofistikovanějších metod bioinženýrství. Snad za pět až deset let dokážeme experimenty s geny vytvořit celé náhradní orgány. Během posledních několika let se tkáňové inženýrství naučilo vytvářet nebo pěstovat močové měchýře, kyčelní klouby, vagíny, průdušnice, žíly, tepny, uši, kůži, meniskus kolena a srdeční náplasti.
Oprava zlomeného srdce může znít jako ideální využití biotechnologie, a protože testování na zvířatech i nadále ukazuje, že vytvořené tkáně lze velmi úspěšně implantovat, vyhlídka je více než skutečná. Je však nepravděpodobné, že by to bylo levné. Nezhoršilo by to také již existující rozdíl ve zdraví, kdy bohatí lidé mohou prodloužit život nahrazením orgánů, zatímco jiní ne?
Tyto metody mohou mít zvláštní dopad na výrobu drog. Vakcíny jsou zářným příkladem. Mnoho vakcín se nyní vyrábí z kuřecích vajec, stejně jako před 70 lety. Jak se dalo očekávat, tato stará metoda má svá omezení; nejdůležitější kmeny viru je třeba najít měsíce předtím, než se skutečně rozšíří, protože výroba vakcíny trvá také několik měsíců. DARPA sponzoruje společnost, která se snaží každý měsíc vyrábět desítky milionů vakcín proti chřipce. Pokusíme-li se předjet další pandemii - tu, která by si mohla vyžádat životy milionů - jednoduše musíme pracovat na technologiích, které nám to umožní.
Ale čím více lidí je, tím více rizik se objevuje. Bioinženýrství může produkovat nelegální drogy. Horší je, že vyhlídka na bioinženýrský supervirus vytvořený záměrně nebo neúmyslně. Genetické informace by mohly být novou měnou; stejně jako dnes může algoritmus stát miliony lidí nebo způsobit chaos, budou muset být geny zítřka chráněny všemi prostředky. Důsledky napadení počítače mohou být frustrující; důsledky hacknutí osoby mohou být mnohem horší.
Ilya Khel