První biologický teleportátor je umístěn v laboratoři společnosti Synthetic Genomics Inc. (SGI), který se nachází v přízemí budovy v San Diegu, a vypadá jako velký vozík s vybavením.
Ve skutečnosti je toto zařízení souborem malých strojů a laboratorních robotů, které dohromady tvoří jedno velké zařízení. Je schopen dělat něco bezprecedentního, jmenovitě přenášet digitální kód pro tisk virů.
V sérii experimentů, které v loňském roce vstoupily do závěrečné fáze, vědci SGI rozeslali sady genetických instrukcí z jiných částí budovy, aby automaticky replikovali DNA z běžných chřipkových virů. Stejným způsobem vyrobili fungující bakteriofág (virus, který infikuje bakterie).
Ačkoli to není poprvé, co byl virus vyroben z částí DNA, je to poprvé, co byl virus vytvořen v automatickém režimu bez manuálních operací.
Zařízení s názvem „digitálně-biologický převaděč“bylo představeno v květnu. Zatím se jedná pouze o prototyp, ale v budoucnu by takové nástroje mohly přenášet biologické informace z místa epidemií přímo na výrobce vakcín nebo „tisknout“personalizované léky na vyžádání přímo u pacienta.
"Deset let jsme snili o tom, že budeme moci faxovat formy života," říká Juan Henriquez ze společnosti Excel Ventus, společnosti zabývající se rizikovým kapitálem, která investovala do SGI. Představuje novou průmyslovou revoluci založenou na „digitálně-biologickém převaděči“stejné velikosti jako revoluce, kterou kdysi produkoval sběrač bavlny.
Craig Venter, disidentský biolog, který v roce 2005 založil společnost Synthetic Genomics (i když se již na jejích aktivitách denně nepodílí), navrhuje možnost meziplanetárního přenosu forem života.
"Diskutoval o tom s Elonem Muskem," říká Dan Gibson, viceprezident společnosti SGI pro technologii DNA.
Propagační video:
Chřipkové viry
Na rozdíl od Craiga Ventera, který je známý velkými prohlášeními a ambiciózními plány, je Gibson mezi biology známý svou účastí na Gibsonově shromáždění - reakcí, která spojuje malé kousky DNA získané v laboratoři do větších genů.
Komerční DNA tiskárna SGI BioXP 3200 je srdcem digitálně-biologického převaděče. Když Gibson v kanceláři odešle zprávu převaděči, začne pracovat pomocí předem naložených chemikálií. Takovou zprávu bychom poslali odkudkoli.
Koncem května Gibsonův tým představil, jak pomocí tiskárny vytvářejí DNA, RNA, proteiny a viry „automaticky z digitálně přenášených sekvencí DNA bez lidského zásahu“.
Práce na digitálně-biologickém převaděči začaly v roce 2013, kdy společnost SGI a výrobce léků Novartis provedli test, zda lze údaje z epidemie chřipky použít k rychlému vytvoření virů semen používaných při výrobě vakcín.
Příležitost k ověření přišla v březnu téhož roku, kdy Číňané ohlásili epidemii chřipkového viru H7N9 a veřejně zpřístupnili jeho sekvenci DNA. (H a N ve jménu typu chřipky označují hemaglutinin a neuraminidázu, proteiny na vnějším plášti viru, které lidský imunitní systém rozpoznává.) „Byla velikonoční neděle,“vzpomíná Gibson, „když jsem dostal e-mail s oznámením paniky viru v Číně ptačí chřipka H7N9. Měli jsme tedy příležitost získat sekvenci DNA velmi rychle. “
O dva dny později, bez přístupu ke vzorkům, pouze s digitálními sekvencemi, syntetizoval SGI na DNA tiskárně geny proteinů H a N. Tyto řetězce DNA byly odeslány do společnosti Novartis, kde vytvořily virový kmen obsahující nové genetické informace pro produkci vakcíny. To bylo, když se myšlenka digitálně-biologického převaděče stala realitou, řekl Gibson. "Řekl jsem, můžeme to dát dohromady do jedné krabice?" Vzpomíná.
Gibson doufá, že se zařízením vytvoří lukrativní obchod. „Představte si,“říká, „že Centrum pro kontrolu a prevenci infekčních nemocí v Atlantě dešifruje genetickou informaci o protilátce proti nemoci, jako je ebola, která ohrožuje epidemii. Tento kód lze odeslat zpracovatelům po celém světě a výroba protilátky může začít. Věřím, že to bude možné v blízké budoucnosti. “
Problémy s chybou
Stejně zajímavá jako schopnost programovat život a vzdáleně jej distribuovat, užitečnost biologické teleportace zůstává předmětem debaty. Vytvoření malé zásoby viru semen je důležité, ale je to jen jeden krok k výrobě vakcíny v hmotném množství pro celou zemi. Oslabené viry nalezené v chřipce musí být pěstovány v bilionech kuřecích vajec - pečlivě naplánovaný proces, který trvá šest měsíců.
"Řetězce DNA produkované převodníkem SGI jsou stále náchylné k chybám nebo náhodným mutacím." Tyto mutace budou nepřijatelně vysoké … pro výrobu vakcín nebo léčiv, “píše David Evans, virolog z University of Alberta.
A přesto podle Evanse „I když v každém jednotlivém kroku existuje jen malá novinka, kroky spojené s produkcí funkční DNA jsou docela působivé … Vyřešte problém s chybou a máte zařízení, které chce každý.“
Gibson říká, že hledá řešení problému s chybou a také se snaží snížit převodník na přijatelnou velikost. Nyní zařízení zabírá objem vozu Fiat 500.
Panspermie
SGI dosud „nevytiskla život“- většina biologů nepovažuje viry za živé. Společnost k tomu ale může přistupovat. V roce 2016 SGI oznámila vytvoření „minimální buňky“, bakterie s nejmenším genomem ze všech, která by mohla sloužit jako kazeta pro záznam nových genetických instrukcí. Protože „minimální buňka je nejjednodušší formou života,“řekl Gibson, bylo by logické pokusit se ji vytisknout.
Někteří zastánci SGI, včetně Craiga Ventera, objasňují, že konečnou fází DNA tiskáren bude přenos životních forem mezi planetami. V navrhovaném scénáři by mohl být na Mars vyslán stroj - tvůrce řetězců DNA z fragmentů - za účelem získání genetického kódu všech živých - nebo jim blízkých - forem.
Tato data by pak mohla být přenesena do převaděče na Zemi, který by rekonstruoval mimozemskou formu života, možná ve vysoce zabezpečené laboratoři. Skupina zaměstnanců SGI krátce spolupracovala s vědci NASA v poušti Mojave v roce 2013 a testovala různé aspekty této teorie. "Naložili jsme do autobusu vše, co jsme potřebovali, izolovali jsme některé vzorky a sekvenovali je," řekl Gibson.
O to větší zájem může být zasílání informací o životě do vesmíru. Jedna teorie původu života na Zemi, známá jako panspermie, byla, že život přinesl meteorit nebo kometa. Odeslání biologických konvertorů do vesmíru by bylo jakousi „návratností“pro lidstvo, říká Juan Enriquez, dalším šířením života.
"Chci udělat něco mimo tento svět - poslat něco takového na Mars a vytisknout palivo nebo vytisknout část atmosféry nebo živiny," říká.
To vyvolává otázku, jakou formu života nebo jakou genetickou sekvenci poslat jako první. Craig Venter tajně použil svou vlastní DNA pro první lidskou genomovou sekvenci publikovanou v roce 2003.
Na otázku, zda Venter bude reprodukovat svůj genom na jiné planetě, odpověděli Gibson a Enriquez stejně: „Bez komentáře.“
Vadim Tarabarko