Bioloģiskais teleporteris varētu izsēt dzīvību caur galaktiku

Pirmais bioloģiskais teleportētājs atrodas laboratorijā Sandjego ēkas apakšējā līmenī, kurā atrodas Synthetic Genomics Inc. (SGI), un tas izskatās kaut kas līdzīgs lielizmēra aprīkojuma ratiņiem.

Ierīce faktiski ir mazu mašīnu un laboratorijas robotu konglomerāts, kas ir savienoti viens ar otru, veidojot vienu lielu mašīnu. Taču šis var paveikt ko nebijušu: vīrusu drukāšanai var izmantot pārsūtīto digitālo kodu.

Eksperimentu sērijā, kas sasniedza kulmināciju pagājušajā gadā, SGI zinātnieki izmantoja ģenētiskās instrukcijas, kas uz ierīci tika nosūtītas no citām ēkām, lai automātiski ražotu parastā gripas vīrusa DNS. Viņi arī ražoja funkcionālu bakteriofāgu, vīrusu, kas inficē baktēriju šūnas.

Lai gan šī nebija pirmā reize, kad kāds ir izveidojis vīrusu no DNS daļām, tā bija pirmā reize, kad tas tika darīts automātiski, bez cilvēka rokām.

Ierīce, ko sauc par digitālo-bioloģisko pārveidotāju, tika prezentēta maijā. Lai arī tādi instrumenti kā tas joprojām ir prototips, kādu dienu varētu pārraidīt bioloģisko informāciju no slimības uzliesmojuma vietām vakcīnu ražotājiem vai izdrukāt personalizētas zāles pēc pieprasījuma pie pacientu gultām.

Apmēram desmit gadus esam sapņojuši par iespēju nosūtīt dzīvības formas pa faksu, saka Huans Enrikess, riska kapitāla uzņēmuma Excel Ventures vadītājs, kurš ir ieguldījis SGI, kurš iztēlojas jaunu industriālo revolūciju ar digitāli bioloģisko pārveidotāju. kā kokvilnas džins.

Kreigs Venters, renegāts biologs, kurš nodibināja Synthetic Genomics 2005. gadā, bet vairs neiesaistās ikdienas darbā, ir teicis, ka viņš pat domā, ka būs iespējams pārnest dzīvības formas starp planētām.

Viņš par to ir runājis ar Elonu Masku, saka Dens Gibsons, SGI DNS tehnoloģiju viceprezidents.

Gripas vīrusi

Atšķirībā no Ventera, kurš ir pazīstams ar lielībām un lieliem zinātniskiem plāniem, Gibsons ir nepietiekami novērtēts, lai gan biologu vidū tas ir arī labi pazīstams ar Gibsona asambleju, reakciju, kas savieno mazus laboratorijā ražotas DNS gabalus daudz lielākos gēnos.

SGI's BioXP 3200 , komerciāls DNS printeris, veido digitālā-bioloģiskā pārveidotāja sirdi . Kad Gibsons, sēžot savā birojā, nosūta ziņojumu pārveidotājam, tas sāk darbu, izmantojot iepriekš ielādētas ķīmiskas vielas. Viņš tikpat viegli varēja nosūtīt šādu ziņojumu no jebkuras vietas.

Maija beigās Gibsona komanda atklāja, kā viņi izmantoja ierīci, lai automatizētā veidā izveidotu DNS, RNS, proteīnus un vīrusus no digitāli pārraidītām DNS sekvencēm bez cilvēka iejaukšanās.

Darbs pie pārveidotāja sākās aptuveni 2013. gadā, kad SGI un zāļu ražotājs Novartis veica testu, lai noskaidrotu, vai viņi var izmantot datus no gripas uzliesmojumiem, lai ļoti ātri izveidotu sēklu vīrusus, no kuriem tiek izgatavotas vakcīnas.

Viņu iespēja radās tā gada martā, kad Ķīnas varas iestādes ziņoja par H7N9 gripas infekcijām un ievietoja kļūdas DNS sekvences datus tiešsaistē. (H un N gripas tipiem attiecas uz hemaglutinīnu un neiraminidāzi, olbaltumvielām uz vīrusu ārējā apvalka, ko cilvēka imūnsistēma atpazīst.) Bija Lieldienu svētdiena, atceras Gibsons, kad saņēmu e-pastu, ka H7N9 putns. gripa Ķīnā izraisīja diezgan lielas bailes. Tāpēc mēs ļoti ātri varējām iegūt DNS secību.

Divas dienas vēlāk, bez tiešas piekļuves nevienam paraugam, tikai digitalizētajām sekvencēm, SGI bija sintezējis H un N gēnus Gibsona DNS printerī. Šīs DNS daļas tika nosūtītas uzņēmumam Novartis, kas tos izmantoja, lai radītu vīrusu krājumus, kas satur jauno ģenētisko informāciju — tādu, kādu izmanto vakcīnu ražošanā. Gibsons saka, ka tieši tad ideja par digitālo-bioloģisko pārveidotāju kļuva reāla. Es teicu: 'Vai mēs nevaram visu apvienot vienā kastē? viņš atceras.

Gibsons cer pārvērst ierīci par ienesīgu biznesu. Iedomājieties, viņš saka, ka Slimību kontroles un profilakses centri Atlantā atklāj ģenētiskos norādījumus par antivielu pret tādu slimību kā Ebola, kas draud izraisīt epidēmiju. Šo kodu varētu digitāli straumēt pārveidotājiem katrā slimnīcā visā pasaulē, lai sāktu ražot pretlīdzekli. Es uzskatu, ka tas notiks, nevis tālā nākotnē.

Kļūdu problēmas

Lai gan spēja programmēt dzīvi un likt tai parādīties dažādās vietās ir pārsteidzoša, tas, cik noderīga būs bioloģiskā teleportācija, joprojām ir strīdīgs jautājums. Ir svarīgi izveidot nelielu daudzumu sēklu vīrusa krājuma, taču tas ir tikai viens solis, lai ražotu pietiekami daudz vakcīnas visai valstij. Vājinātie vīrusi, kas tiek vakcinēti pret gripu, parasti ir jāieaudzē vistu olās par triljoniem — rūpīgi plānots process, kas aizņem pusgadu.

Un SGI pārveidotāja izveidotie DNS pavedieni joprojām cieš no kļūdām vai nejaušām mutācijām. Šis mutāciju līmenis būtu nepieņemami augsts, ja jūs mēģināt izgatavot ... vakcīnas vai farmaceitiskos produktus, Albertas Universitātes virusologs Deivids Evanss e-pastā sacīja. FDA būtu govs.

Tomēr Evanss saka, ka, lai gan nevienā konkrētā darbībā nav daudz jaunumu, to visu salikšana kopā, lai aizmugurē iznāktu funkcionāla DNS... Novērsiet kļūdas problēmu, un jūs iegūsit ierīci, ko visi vēlētos.

Gibsons saka, ka uzbrūk kļūdu līmeņa problēmai un arī mēģina samazināt pārveidotāju līdz pārvaldāmam izmēram. Šobrīd tas aizņem apmēram tikpat daudz vietas kā Fiat 500 automašīna.

Panspermija

SGI vēl nav iespiedusi dzīvību — lielākā daļa biologu neuzskata, ka vīruss ir dzīvs. Bet viņi varētu tur nokļūt. 2016. gadā SGI paziņoja par minimālas šūnas izveidi, baktērijas ar mazāko genomu jebkad un kas varētu kalpot kā sava veida tukša kasete jaunu ģenētisku instrukciju pieņemšanai. Gibsons saka, ka, tā kā minimālā šūna ir visvienkāršākā dzīvības forma, varētu būt loģiski mēģināt to izdrukāt.

Daži no SGI atbalstītājiem, tostarp Venter, norāda, ka dzīvības printera galvenais uzdevums būtu sūtīt dzīvību uz priekšu un atpakaļ starp planētām. Vienā scenārijā uz Marsu varētu nosūtīt sekvencēšanas mašīnu, lai iegūtu jebkuru tur atrasto dzīvības formu vai tuvu dzīvības formu ģenētisko kodu.

Šos datus varētu pārsūtīt uz zemes pārveidotāju, kas varētu rekonstruēt citplanētiešu dzīvi, iespējams, augstas drošības laboratorijā. SGI komanda pavadīja laiku kopā ar NASA zinātniekiem neauglīgā vietā Mohaves tuksnesis 2013. gadā teorijas pārbaudes aspekti. Mēs ielādējām pētniecības laboratorijas autobusu ar visu nepieciešamo, izolējām dažus paraugus un tos sekvencējām, stāsta Gibsons.

Dzīves datu nosūtīšana kosmosā varētu būt vēl interesantāka. Saskaņā ar vienu teoriju par to, kā uz Zemes radās dzīvība, kas pazīstama kā panspermija, tā šeit tika pārnesta uz meteora vai komētas. Bioloģisko pārveidotāju nosūtīšana kosmosā varētu būt cilvēces veids, kā atgriezt labvēlību, saka Enrikess, sējot dzīvību citur.

Es [vēlos] kaut ko darīt ārpus šīs pasaules, nosūtīt vienu no šīm lietām uz Marsu un drukāt degvielu vai izdrukāt daļu no atmosfēras vai barības vielām, viņš saka.

Tas liek uzdot jautājumu par to, kāda dzīvības forma vai ģenētiskā secība būtu pirmā. Venters slaveni (un slepeni) izmantoja savu DNS kā pamatu pirmajai atsevišķas personas cilvēka genoma secībai, kas publicēta 2003. gadā.

Uz jautājumu, vai Venters tagad plāno reproducēt savu genomu uz citas planētas, gan Gibsons, gan Enrikess atbildēja vienu un to pašu: bez komentāriem.

paslēpties