Мы вступаем в эпоху направленного проектирования, в которой мы расширим ограниченное представление о том, что биология — это всего лишь «изучение жизни и живых существ», и будем рассматривать биологию как окончательную распределенную производственную платформу (как часто говорит биоинженер из Стэнфорда Дрю Энди). Этот новый способ производства предложит нам непревзойденную персонализацию и функциональность.
Новые продукты. Новое топливо. Новые материалы. Новые лекарства.
Мы уже делаем первые шаги в этом направлении. Компания Joule Unlimited разработала бактерии для преобразования CO2 в топливо в рамках одноэтапного непрерывного процесса. Другие создают дрожжи для производства артемизинина — мощного противомалярийного соединения, используемого миллионами людей во всем мире. Другие микробы перепрограммируются для производства промышленных ингредиентов, например тех, которые используются в синтетическом каучуке.
Если мы посмотрим достаточно далеко, будущие отрасли биотехнологии откажутся от дорогих и сложных промышленных химических синтезов, в которых используются высокие температуры, высокие давления и токсичные катализаторы, в пользу более дешевых, более ресурсоэффективных и менее токсичных биохимических синтезов.
Мы сделаем это, а затем превзойдем их. Или, по крайней мере, это одна (возможно, бессовестно оптимистичная) версия будущего. Альтернативные точки зрения, как пессимистические, так и реалистичные, также должны быть рассмотрены. Здесь есть много возможностей: нужно построить компании на миллиарды долларов, решить проблемы с миллиардами людей, критические этические дебаты, которые нужно обсудить публично, и политические рецепты, которые нужно тщательно изучить.
Итак, как нам следует относиться к новому миру синтетической биологии? Давайте взглянем.
Оптимисты
Для оптимистов и мечтателей среди нас заманчиво поверить, что синтетическая биология обязательно откроет фантастический мир изобилия.
Оптимисты мечтают о более долгой и здоровой жизни, обеспечиваемой интеллектуальными системами, которые диагностируют наши болезни до появления симптомов. Они жаждут по-настоящему персонализированной медицины. Они ожидают, что с помощью CRISPR можно будет излечить генетические заболевания, рак и не только.
Оптимисты рассматривают синтетическую биологию как развивающуюся область с непревзойденным потенциалом для блага человечества — потенциалом, который можно сравнить только с потенциалом искусственного интеллекта.
Пессимисты
Пессимисты и осторожные люди тихо трепещут при такой перспективе. Поскольку мы, люди, очень сильно отождествляем себя с биологией, некоторые считают «инженерную жизнь» противоестественной, неэтичной и высокомерной.
Пессимисты обеспокоены тем, как синтетическая биология повлияет на наши рабочие места, наше чувство человечности и наши экосистемы. Они представляют себе день, когда биотеррористы смогут создавать синтетические патогены, которые смогут выживать, размножаться и причинять нам преднамеренный вред.
Пессимисты обеспокоены непредвиденными последствиями. Они считают, что потенциал неправильного использования и злоупотреблений настолько велик, что риски синтетической биологии (синбио) перевешивают преимущества.
Реалисты
Реалисты сидят где-то посередине.
Они видят изменяющий мир потенциал синтетической биологии, но осознают препятствия, которые необходимо преодолеть, прежде чем начнут происходить интересные вещи. Они могут соответствовать портрету будущего оптимиста, но они напоминают нам, что сначала нам нужно упростить проектирование и программирование биологии. Нам необходимо разработать стандарты инженерной жизни, абстракции для биологического кода и более эффективные способы обмена экспериментальными процедурами, чтобы надежные лабораторные результаты можно было воспроизвести в лабораториях по всему миру.
Все трое сходятся в одном: мы быстро движемся в эру синбио. Они сформировали свое мнение, основываясь на этом простом факте. И они правы.
Движение вперед неоспоримо
Предсказание траектории развития технологий сопряжено со сложностями, но мы наблюдаем движение на ряде различных взаимосвязанных направлений в синтетической биологии.
- Разработка первого языка программирования для живых клеток.
- Появление CRISPR революционного инструмента для дешевых и простых генетических манипуляций.
- Колоссальное снижение стоимости чтения ДНК.
- Появление IndieBio — первого в мире биотехнологического акселератора, который соблазняет аспирантов уйти из академических кругов в мир стартапов.
- Взрыв iGem — ежегодного глобального студенческого конкурса, на котором студенты проектируют, создают и тестируют биологические устройства, которые выполняют полезные функции, например, биосенсоры, проверяющие питьевую воду на наличие патогенов или токсичных металлов.
- Рост реестра iGem — растущего каталога стандартных биологических деталей, на который инженеры могут опираться при проектировании биологических схем.
- Создание BioBricks , целью которого является превращение синбио в открытую и совместную науку, служащую общественным интересам.
- Такие стартапы, как Amino Labs и Bento Labs , которые разрабатывают простые в использовании портативные мини-лаборатории размером с ноутбук, оборудованные для настоящей науки — чтения ДНК и культивирования дружественных бактерий для производства духов.
- Широкое движение производителей, которое делает технические дисциплины — от биоинженерии до программирования — более доступными, более привлекательными и менее загадочными для всех.
Помимо этого, повышенное внимание средств массовой информации — как сенсационные заголовки, так и полезные прагматические дискуссии — симптоматично восходящей траектории этой области.
В совокупности все эти тенденции указывают на будущее, в котором синтетическая биология может стать поистине преобразующей в энергетике, здравоохранении, производстве, сельском хозяйстве и за его пределами. Но они также иллюстрируют тот факт, что синтетическая биология — все еще молодая область.
В этом и есть точка зрения реалистов: мы еще не дошли до этого. И чем более широко доступной и мощной станет технология, тем больше нам захочется разобраться в правилах дорожного движения.
То, насколько усердно мы работаем сегодня, вполне может определить, будет ли будущее иметь тенденцию к чрезвычайно позитивным видениям оптимистов или к пугающим пессимистическим результатам.
Что еще нужно сделать, чтобы максимально эффективно использовать Synbio?
Вот часть работы, которую нам еще предстоит проделать.
- Нам необходимо автоматизировать процесс создания и оптимизации микробных штаммов.
- Нам необходимо полностью привлечь общественность к вопросу о последствиях этих технологий.
- Нам нужно решить, как будут выглядеть наши новые отношения с биологией.
- Нам необходимо изучить, какие приложения приемлемы, а какие нет.
- Нам необходимо полностью учитывать влияние некоторых применений синбио на такие проблемы, как неравенство и дискриминация.
Как и все мощные технологии, синтетическая биология по своей сути имеет двойное назначение — ее можно использовать на благо человека или угрожать безопасности человека. А поскольку здесь задействована биология, существует дополнительная угроза размножения и самовоспроизведения, связанная с определенными видами биологического оружия.
Так что да, существует огромный потенциал, и мы должны быть воодушевлены тем, как может выглядеть это будущее. И да, нам нужны мечтатели и технические эксперты, которые раздвинут границы того, что считается возможным с технической точки зрения (безопасным способом). Но в нашем стремлении к лучшему будущему мы не должны упускать из виду или уклоняться от необходимых этических вопросов сегодня.
