Ētiski jautājumi pārņem centienus izveidot cilvēka genomu no jauna

Lielākais ieguvējs no plāna izveidot cilvēka genomu no nulles varētu būt Masačūsetsas starta uzņēmums Gen9, kam ir ciešas saites ar joprojām slepenā priekšlikuma autoriem.

Pirms divām nedēļām vairāk nekā 130 zinātnieku, ētikas speciālistu un valdības finansēšanas ierēdņu satikās aiz slēgtām durvīm Hārvardas universitātē, lai apspriestu Cilvēka genoma projekta turpinājumu, kas rakstītu genomu, nevis to lasītu. Pasākums ar nosaukumu HGP Write bija paredzēts, lai piesaistītu interesi par ideju sintezēt visus sešus miljardus cilvēka genoma DNS burtu un izmantot rezultātus, lai palaistu šūnu.

Šim lielajam mērķim būs vajadzīgas jaunas tehnoloģijas, kā arī daudz un daudz DNS. Mēs būsim viens no uzņēmumiem, kas to padarīs iespējamu, saka Kevins Munnelijs, Gen9 izpilddirektors. Uzņēmums tika uzsākts 2009. gadā, lai ražotu DNS pavedienus un kura dibinātāju vidū ir Džordžs Čērčs, Hārvardas Medicīnas skolas ģenētiķis. genoma rakstīšanas plānu centrs. Es domāju, ka neviens nevar izveidot tik daudz DNS, cik mēs varam ar sešiem tehniķiem 15 000 kvadrātpēdu platībā. Cilvēka genoma izveidošana, saka analītiķi , katru gadu būtu nepieciešams trīs reizes vairāk cilvēku radīto gēnu, kas pašlaik tiek ražoti visā pasaulē, un tam būtu nepieciešama DNS vismaz 90 miljonu ASV dolāru vērtībā.

Robots pārvieto šķidrumus Gen9 laboratorijā Kembridžā, Masačūsetsā. Jaunuzņēmums ražo DNS biotehnoloģiju uzņēmumiem.

Apmeklētājs, kas ieiet Gen9 Kembridžas iestādē, uzreiz saskaras ar Baznīcas plakātu dabiskajā izmērā virs citāta, kurā rakstīts: Labākais veids, kā paredzēt nākotni, ir to mainīt. Tas ir vairāk vai mazāk tas, kam Gen9 tika izveidots. Komercializējot tehnoloģiju, lai DNS padarītu lētāku, Čērčs ir teicis, ka viņš cer bioloģijas jomā paveikt to pašu, ko Intel ir paveicis elektronikas jomā.

Pašlaik precīzas, pēc pasūtījuma izgatavotas gēnu sekvences pasūta galvenokārt zāļu uzņēmumi un lauksaimniecības giganti, piemēram, Syngenta. Tos izmanto, lai ģenētiski modificētu augus vai baktērijas, tostarp tādu zāļu kā cilvēka insulīna ražošanai. Taču šīs ģenētiskās As, Gs, Cs un Ts daļas parasti ir tikai tūkstoš burtu garas.

Vai vēlaties mikroorganismu, kas ēd oglekļa dioksīdu un ražo degvielu? Kādu dienu jūs, iespējams, varēsit norādīt un noklikšķināt, un tas tiks piegādāts.

Labāki un lētāki DNS rakstīšanas veidi varētu dot iespēju izdrukāt veselus genomus. Vai vēlaties mikroorganismu, kas ēd oglekļa dioksīdu un ražo degvielu? Kādu dienu jūs, iespējams, varēsit norādīt un noklikšķināt, un tas tiks piegādāts. Papildus Čērčai citi uzņēmuma zinātniskie dibinātāji (kuriem ir savi portreti dabiskajā izmērā) ir inženieris Džo Džeikobsons no MIT un sintētiskais biologs Drū Endijs no Stenfordas universitātes. Gen9 ir viņu mazulis. Tā ir viņu ideja. Tas ir tas, ko viņi ir gribējuši darīt jau ilgu laiku, Munnelly saka par trim dibinātājiem. Pamatprincips ir izplatīt sintētisko bioloģiju, atvieglojot tās pieņemšanu.

Daļēji pateicoties Gen9 jauninājumiem, ļoti liela mēroga DNS izgatavošana tuvojas. 2001. gadā tas maksāja 12 USD par katru papildu DNS burtu pāri, kas laboratorijā tika ķīmiski savērts gēnam. Bet cenas ir nepārtraukti kritušās. Martā Gen9 sāka piedāvāt tik zemas cenas trīs centi par pāri .

Ātrums, kādā DNS cena krītas, ir salīdzināms ar pastāvīgo uzlabojumu datoros saskaņā ar Mūra likumu, kas ir īkšķis, ka apstrādes jauda dubultojas ik pēc diviem gadiem. Tomēr ir nepieciešams radikāli ātrāks progress, ja cilvēka genoma rakstīšanas izmaksas jebkad būs tādas pašas kā viena nolasīšanas cena, kas ir samazinājusies līdz tikai 1000 USD, pateicoties virknei lielu sekvencēšanas metožu uzlabojumu. Mūsdienu tempā tas nenotiktu līdz 2066. gadam. Sirmbārdainajai Baznīcai tas ir pārāk ilgs laiks, kas palīdz izskaidrot viņa paša aprakstītos fanātiķu centienus uzlabot tehnoloģiju.

Taču cenu kritums rada arī ekonomisku dilemmu, ja pieprasījums pēc DNS strauji nepalielinās. Vedot mani pa birojiem, kas aprīkoti ar novecojušām biroja mēbelēm, Munnelijs saka, ka liela daļa uzņēmuma jaudas joprojām ir dīkstāvē. Faktiski priekštecis uzņēmums Codon Devices aizvēra durvis pēc tam, kad DNS pārdeva tik lēti, ka zaudēja naudu.

Slepenā tikšanās

Tāpēc varētu palīdzēt vērienīgs, iespējams, valdības atbalstīts projekts cilvēka genoma izveidei. Tas radītu lielāku pieprasījumu pēc DNS un veicinātu vēl neizgudrotās tehnoloģijas, kas būs nepieciešamas, lai šo DNS pārveidotu par sarežģītām cilvēka hromosomām. Tas daudziem cilvēkiem atvērs acis uz to, ko tirgus var un ko nevar darīt, saka Munnelly. Es domāju, ka šīs tehnoloģijas varētu dot lielu stimulu, ja tiks paziņots par šādu projektu.

Visticamāk, žurnālā ir iesniegts priekšlikums, kurā izklāstīts genoma sintezēšanas pamatojums Zinātne , baznīca un vairākas citas. Neizskatāmā publikācija, Church saka, bija iemesls mēģinājumam saglabāt HGP Write sanāksmi privātu un liegt presei par to ziņot.

Tomēr šo lēmumu asi kritizēja Gen9 līdzdibinātājs Endijs, kurš atklāja procesu a kritisks tvīts . Lai gan Endijam pieder uzņēmuma daļas un viņš pilnībā piekrīt, ka ir nepieciešami labāki DNS būvniecības instrumenti, viņš redakcija apšauba, vai tāds milzīgs morāls žests kā cilvēka genoma izveide ir atbilstošs pieprasījuma virzītājspēks lētākām DNS metodēm. Viņš ieteica zinātniekiem koncentrēties uz baktēriju hromosomu drukāšanu.

Viena no bažām ir tāda, ka cilvēka genoma veidošanai var būt nozīmīgas reliģiskas un ētiskas sekas. Lai gan izredzes joprojām ir attālas, teorētiski cilvēki varētu būt izstrādāti datoros un dzimuši bez vecākiem. Citi kritiķi sacīja, ka organizatori ir neadekvāti paveikuši savu saikni ar jaunizveidotiem uzņēmumiem. Šiem uzņēmumiem būtu ļoti liela peļņas iespēja; viņiem ir milzīgs ieguvums, saka Pīters Karrs, MIT Linkolnas laboratorijas sintētikas biologs.

Gen9 jau ir pārdevis lielu daudzumu DNS ar atlaidi gaidāmā priekšlikuma līdzautoriem, tostarp Džefam Boekam, Ņujorkas Ņujorkas Universitātes Medicīnas skolas pētniekam. Boeke vada starptautisku konsorciju, kas tagad cenšas aizstāt rauga šūnas hromosomas ar mākslīgām. Savukārt baznīcas laboratorija Hārvardas medicīnas skolas pilsētiņā ir pasūtījusi miljoniem DNS burtu, cenšoties pārskatīt ģenētisko kodu. E. coli , darbs, kas arī gaida publicēšanu.

Trešais HGP Write organizators Endrjū Hesels ir futūrists Autodesk, CAD programmatūras uzņēmumā, par kuru dalībnieki sacīja, ka samaksājuši par Hārvardas sanāksmi. Uzņēmums, kas izplata finansējumu sintētiskās bioloģijas laboratorijās un izstrādā programmatūru bioloģiskajam dizainam, sadarbojas arī ar Gen9 un iegūst no tā DNS. Es esmu līdz galam, lai noslēgtu neizpaušanas līgumus ar Autodesk, saka Munnelly.

DNS renesanse

Pat bez megaprojekta iespēja, ka DNS sintēze kļūs par lielu jaunu nozari, ir vilinājusi investorus. Kalifornijas uzņēmums, Twist Bioscience , pēdējo 18 mēnešu laikā ir piesaistījis vairāk nekā 140 miljonus ASV dolāru. Church saka, ka viņš ir arī akcionārs šajā uzņēmumā.

Gen9 un Twist ir guvuši panākumus, pārņemot datoru nozares metodes, lai masveidā ražotu miljardus īsu DNS fragmentu. Piemēram, Twist padara tos sīkās iedobēs, kas mikromehāniski apstrādātas uz silīcija mikroshēmas. Gen9 balstās uz DNS virkņu mikrodrukāšanas procesu uz stikla priekšmetstikliņiem. Tie tiek atdalīti un apvienoti, veidojot gēnus līdz 10 000 burtiem.

Automatizācija ir izraisījusi DNS cenas strauju kritumu. Aprīlī Gen9 sāka pārdot lielus DNS pasūtījumus par USD 0,03 par ģenētisko burtu pāri.

Jaunās masveida ražošanas metodes aizstāj vecāku, dārgāku gēnu veidošanas veidu, kas pirmo reizi tika izstrādāts 1970. gados. Sintēzes nozare šobrīd piedzīvo renesansi, un tas ir ļoti aizraujoši, saka Džeisons Kellijs, Ginkgo Bioworks līdzdibinātājs, kurš šogad pasūtīja aptuveni 100 000 gēnu no Twist, kas ir lielākais šāda veida pirkums.

Ginkgo meklē jaunus veidus, kā ražot vērtīgas smaržvielas un citas ķīmiskas vielas. Lai to izdarītu, tai ir vajadzīgas augu gēnu kopijas, kuras tas var ievietot rauga šūnās, lai pārbaudītu, bieži izmēģinot tūkstošiem variāciju. Tāpēc DNS cena joprojām ir problēma, viņš saka. Iedomājieties, ka datorprogrammētāji, kuri strādā ar viens smiltis 0 s, bija jāmaksā 10 centi katru reizi, kad viņi nosūtīja norādījumu. Tas ierobežotu to programmu skaitu, kuras viņi varētu izmēģināt. Mums patiešām ir vajadzīga iespēja lēti izgatavot daudz, daudz vairāk atsevišķu gēnu, saka Kellija. Tas ir sāpju punkts; tas ir tas, ko visi vēlas.

Mazāk skaidrs ir tas, kāpēc kāds vēlas visu sintētisko genomu. Jebkurš sintētiskā cilvēka genoma projekts prasīs daudzus gadus, ja ne gadu desmitus, un jebkāda komerciāla atdeve ir ļoti tālu nākotnē, saka. Robs Karlsons , konsultants, kurš pēta nozari. Bez ekonomiska motīva viņš nav pārliecināts, ka genomu rakstīšana drīzumā kļūs pieejama. Sintētiskās DNS komerciālā biotehnoloģijas izmantošana nekad, nekad nenodrošinās pietiekamu pieprasījumu, lai palielinātu ražošanu, lai izveidotu daudzus sintētiskos cilvēka genomus, ”viņš saka.

Baznīca uzskata, ka šis viedoklis var nepamanīt. Viņš saka, ka cilvēki ir iestrēguši grīstē tāpat kā mēs bijām iestrēguši, domājot par datoriem 1960. gados. Jūs jautātu cilvēkiem, vai viņi to vēlas, un viņi jautātu: “Kas ir dators?” Tas aizpilda visu telpu un neko nedara. Viņi nevarēja iedomāties, ka tranzistori varētu radīt tādas slepkavas lietojumprogrammas kā Angry Birds vai Facebook.

Baznīca saka, ka inženieri no dabas zina, ka ir daudz iespēju uzlabot. Kamēr ķīmiķi aizņem trīs minūtes, lai pagarinātu DNS par vienu burtu, molekulas šūnās raksta DNS ar ātrumu 1000 burti sekundē. Cilvēka šūna, kas dalās, veido jaunu genomu 24 stundu laikā, būtībā bez maksas.

Šeit ir izaugsmes ceļš, saka Baznīca. Ar katru jaunu jauninājumu mēs tuvojamies.

paslēpties