Nors vien tik technologija neišsivystė taip greitai, kaip norėjome, dabar esame kryžkelėje, kur turime ištirti technologijos suartėjimą. Kaip tai, kas vyksta robotikoje, lemia tai, kas vyksta 3D spausdinimo srityje? Ką galima pasiekti pritaikius nanotechnologijoms naujausią pažangą kvantinio skaičiavimo srityje? Tarp visų šių linijų yra viena ypač keista sankryža: dirbtinis intelektas ir genomika. Kiekviena iš šių sričių daro nuolatinę pažangą, tačiau Jamie Metzelis mano, kad būtent jų suartėjimas priartins mus prie neištyrinėtų teritorijų, apie kurias svajojome skaityti mokslinę fantastiką. „Prasidės karo vilkikas ir tai bus konkurencija tarp mūsų biologijos realijų, turinčių vidinių apribojimų ir mūsų siekių apimties“, - sako jis.
Metzel yra vyresnysis bendradarbis Atlanto taryboje. Praėjusią savaitę jis pasidalino savo mintimis apie genomiką ir PG bei tai, kur nuves mus jų suartėjimas.
- „Salik.biz“
Gyvenimas, prie kurio esame įpratę
Metzelis aiškina, kad genomika kaip sritis vystėsi lėtai, tačiau greitai įgavo pagreitį. 1953 m. Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas nustatė DNR dvigubos spiralės struktūrą ir suprato, kad bazinės poros užsakyme yra genetinės informacijos lobynas. Tai buvo gyvenimo knyga, ją radome.
2003 m., Kai buvo baigtas projekto „Žmogaus genomas“projektas (po 13 metų ir išleista 2,7 milijardo dolerių), mes sužinojome, kad genomą sudaro 3 milijardai bazinių porų ir konkrečių genų vieta mūsų chromosomose. Gyvenimo knyga ne tik neegzistavo - ją buvo galima perskaityti.
Po penkiolikos metų - 2018 m. - mes jau įgijome įgūdžius tiksliai redaguoti augalų, gyvūnų ir žmonių genus. Viskas greitai keičiasi ir stumia mus į naujas ribas. Pamirškite skaityti gyvenimo knygą - mes mokomės ją rašyti.
„Perskaitykite, rašykite ir nulaužkite - akivaizdu, kad žmonės yra tik dar viena informacinių technologijų forma ir kaip tik mūsų informacinės technologijos įžengė į eksponentinę atradimų kreivę, taip ir pateksime į save“, - sako Metzelis. "Ir tai kertasi su AI revoliucija".
Reklaminis vaizdo įrašas:
„Life Science Plus“mašinų mokymasis
2016 m. „DeepMind“programa „AlphaGo“įveikė geriausią pasaulyje žaidėją. 2017 m. Pasirodė „AlphaGo Zero“: skirtingai nei „AlphaGo“, „AlphaGo Zero“nesimokė iš ankstesnių „go“žaidimų, o tiesiog išmoko „go“žaidimo taisykles - ir per keturias dienas įveikė „AlphaGo“programą.
Mūsų pačių biologija tikrai yra daug sudėtingesnė nei „Go“žaidimas, ir būtent čia turėtume pradėti. „Mūsų pačių biologinė sistema, kurią bandome suprasti, yra didžiulė, bet dar svarbiau - suprantama“.
Paimkite standartinius mūsų biologijos taisyklių rinkinius, genomo duomenis - ir galų gale jūs netgi galite pranokti pačią gamtą.
Daugelis šalių jau pradeda rengti tokius duomenis. Britanijos nacionalinė sveikatos tarnyba neseniai paskelbė planą per ateinančius penkerius metus suskaidyti penkių milijonų britų genomus. Jungtinėse Valstijose „All of Us“tyrimų programa seka milijoną amerikiečių. Kinija dar agresyviau seka savo populiaciją ir siekia iki 2020 m. Nustatyti seką iš visų naujagimių.
„Turėsime didžiulius sekvenuotų genomo duomenų telkinius, - sako Metzelis. "Tikras atradimas įvyks palyginus išskaidytus žmonių genomus su jų elektroniniais medicinos įrašais ir galiausiai su jų gyvenimo įrašais."
Kitas dalykas - priversti žmones savanoriškai pasidalyti savo duomenimis. Tačiau štai stiprios privatumo apsaugos nebuvimas Kinijoje gali būti reikšmingas pranašumas.
Norint palyginti genotipus ir fenotipus mastu - pirmiausia milijonai, paskui šimtai milijonų, paskui milijardai - pagal „Metzel“, mums reikės dirbtinio intelekto ir didžiųjų duomenų analizės įrankių, taip pat algoritmų, žymiai pranašesnių už tuos, kuriuos žinome. Šios priemonės leis mums pereiti nuo tiksliosios medicinos prie numatomosios medicinos, kad tiksliai žinotume, kur ir kada yra pasirengusios įvairios ligos, ir sustabdyti jų atsiradimą.
Tačiau kai atrakinsime savo genetiką, tai bus ne tik ir ne tiek sveikatos priežiūra. Galų gale kalbama apie tai, kas ir kokie mes esame - žmonės. Tai susiję su tapatybe.
Dizainerių vaikai ir jų vaikai
Pasak Metzelio, rimčiausias mūsų genomo žinių pritaikymas bus veisiant embrionus.
Šiuo metu in vitro apvaisinimo (IVF) procedūros leidžia išgauti apie 15 kiaušinių, juos apvaisinti ir prieš implantą atlikti genetinius tyrimus; Šiuo metu galite sužinoti, kaip atrodo ligos, susijusios su vieno geno mutacija, ir paprastas savybes, tokias kaip plaukų ar akių spalva. Kai mes gauname milijonus, o po to milijardus žmonių, kurių genomai yra suskirstyti, mes įgyjame supratimą, kaip veikia masto genetika, ir galime priimti labiau pagrįstus sprendimus.
Įsivaizduokite, kad 2023 metais lankėtės vaisingumo klinikoje. Jūs duodate odos gabalėlį arba kraujo mėginį, o naudojant in vitro gametogenezę (IVG), jūsų oda ar kraujo ląstelės tampa kiaušiniais ar spermatozoidais, net jei esate nevaisingi, kuriuos vėliau galima sujungti į embrionus. Dešimtys šimtų embrionų, sukurtų iš dirbtinių lytinių ląstelių, paaukoja kelias ląsteles, po kurių šios ląstelės yra seka. Genų sekos pasakoja apie tam tikrų bruožų ir ligų tikimybę. „Kai genetinis pagrindas bus visur, mes galėsime vis tiksliau suprasti, koks sveikas vaikas užaugs“.
Tai, jo manymu, gali sukelti laukinių ir bauginančių pasekmių: jei paimsite 1000 kiaušinių ir pasirinksite vieną su optimaliausiomis genetinėmis sekomis, tada galėsite „ištekėti“iš savo embriono su kitu, kuris panašius veiksmus padarė kita genetine linija. „Jūsų 5 dienų ir svetimas 5 dienų embrionas turės kūdikį IVG procese“, - sako Metzel. "Tada tas kūdikis turės kūdikį su dar penkių dienų amžiaus embrionu iš kitos genetinės linijos, ir jūs galėsite tęsti ir toliau".
Skamba beprotiškai, ar ne? Bet palaukite, tai dar ne viskas. Kaip šiais metais „Wired“pasakojo Jasonas Pontinas, „Dėl genų redagavimo technologijų, tokių kaip CRISPR-Cas9, bus gana lengva taisyti, pridėti ar pašalinti genus IVG metu, pašalinant ligas ar patobulinant vaiko genomą. Visa tai gali atrodyti kaip mokslinė fantastika, tačiau tiems, kurie seka tyrimus, genų redagavimo ir IVG derinys atrodo daugiau nei tikėtina - neišvengiama plėtra “.
Viskas beprotiškai paprasta
Žengę slidų genų redagavimo ir embrionų poravimo šlaitą, mes pradėsime distopinę rasę, kad sukurtume tobulą žmogų. Jei kas nors skiria tiek daug laiko ir pastangų, kad išsirinktų savo embrionus, Metzel paklausia, kaip jis pasirinks santuokos partnerį savo vaikams? IVG leis jam pagreitinti evoliuciją.
„Visi turime dalyvauti visa apimančiame, integruotame, globaliame dialoge apie mūsų rūšies ateitį“, - sako Metzelis. "Sveikatos priežiūros specialistai tai bus svarbūs mazgai." Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas - šis dialogas gali kelti prieigos prie tokių technologijų kaip IVG klausimą; Ar turėtume žengti keletą žingsnių, kad IVG netaptų įrankiu turtingoms mažumoms ir taptų įrankiais dar turtingesnei ir gausesnei mažumai, tokiu būdu sukramtydama nelygybę ir toliau poliarizuodama visuomenę?
Kaip pažymi Pontin, prieš 40 metų IVG taip pat sukėlė baimę, sumišimą ir pasipriešinimą - ir šiandien apvaisinimas in vitro yra toks pat normalus ir plačiai paplitęs kaip milijonai sveikų kūdikių, sukurtų naudojant šią technologiją.
Ilja Khel