Selv om teknologien alene ikke har utviklet seg så raskt som vi ønsket, er vi nå ved et veiskille der vi må utforske teknologiens konvergens. Hvordan bestemmes det som skjer innen robotikk av hva som skjer innen 3D-utskrift? Hva kan oppnås ved å bruke de siste fremskrittene innen kvanteberegning på nanoteknologi? Blant alle disse linjene er det ett spesielt nysgjerrig veikryss: kunstig intelligens og genomikk. Hvert av disse områdene gjør stadig fremskritt, men Jamie Metzel mener det er deres konvergens som vil bringe oss nærmere de uutforskede områdene som vi drømte om å lese science fiction. "Dragkampen vil begynne, og det vil være en konkurranse mellom realitetene i vår biologi, med dens innebygde begrensninger og omfanget av våre ambisjoner," sier han.
Metzel er senior stipendiat i Atlantic Council. Forrige uke snakket han om tankene sine om genomikk og AI, og hvor konvergensen deres vil ta oss.
Livet vi er vant til
Metzel forklarer at genomikk som felt har utviklet seg sakte - men raskt fått fart. I 1953 identifiserte James Watson og Francis Crick strukturen til den dobbelte heliksen av DNA og innså at rekkefølgen på basepar inneholder en skattekasse av genetisk informasjon. Det var livets bok, vi fant den.
I 2003, da Human Genome Project ble fullført (etter 13 år og 2,7 milliarder dollar brukt), fikk vi vite at genomet består av 3 milliarder basepar og plasseringen av spesifikke gener på kromosomene våre. Livets bok eksisterte ikke bare - den kunne leses.
Femten år senere - i 2018 - har vi allerede mestret ferdighetene til å nøyaktig redigere genene til planter, dyr og mennesker. Alt endrer seg raskt og presser oss til nye grenser. Glem å lese livets bok - vi lærer å skrive den.
"Les, skriv og hack - det er åpenbart at mennesker bare er en annen form for informasjonsteknologi, og akkurat som informasjonsteknologien vår har gått inn i en eksponentiell oppdagelseskurve, så vil vi komme inn i oss selv," sier Metzel. "Og det krysser AI-revolusjonen."
Salgsfremmende video:
Life Science Plus Machine Learning
I 2016 slo DeepMinds AlphaGo-program verdens beste go-spiller. I 2017 dukket AlphaGo Zero opp: i motsetning til AlphaGo lærte AlphaGo Zero ikke fra tidligere spill i gang, men studerte ganske enkelt reglene for go-spillet - og slo AlphaGo-programmet på fire dager.
Vår egen biologi er absolutt mye mer sammensatt enn Go, og det er der vi bør starte. "Systemet for vår egen biologi som vi prøver å forstå er massivt, men enda viktigere, forståelig."
Ta det vanlige regelverket for biologien vår, dataene fra genomet - og til slutt kan du til og med overgå naturen selv.
Mange land begynner allerede å produsere slike data. Den britiske nasjonale helsetjenesten kunngjorde nylig en plan for å sekvensere genomene til fem millioner briter i løpet av de neste fem årene. I USA sekvenserer All of Us-forskningsprogrammet en million amerikanere. Kina er enda mer aggressivt når det gjelder å sekvensere befolkningen og har et mål om å sekvensere halvparten av alle nyfødte innen 2020.
"Vi vil ha massive bassenger med sekvenserte genomiske data," sier Metzel. "Den virkelige oppdagelsen vil komme fra å sammenligne de sekvenserte genomene til mennesker med sine elektroniske medisinske journaler, og til slutt med deres livrekorder."
Å få folk til frivillig å dele dataene sine er en annen sak. Men det er her mangelen på sterk personvern i Kina kan være en betydelig fordel.
For å sammenligne genotyper og fenotyper i skala - først millioner, deretter hundrevis av millioner, deretter milliarder - ifølge Metzel, vil vi trenge kunstig intelligens og big data-analyseverktøy, så vel som algoritmer som er langt overlegen de vi kjenner. Disse verktøyene lar oss gå fra presisjonsmedisin til prediktiv medisin, slik at vi vet nøyaktig hvor og når forskjellige sykdommer er klare til å oppstå, og stoppe deres forekomst.
Men når vi låser opp vår egen genetikk, vil det ikke bare være og ikke så mye helsevesen. Til syvende og sist handler det om hvem og hva vi er - mennesker. Det handler om identitet.
Designerbarn og barna deres
I følge Metzel vil den mest alvorlige bruken av vår genomiske kunnskap være innen embryoavl.
For øyeblikket, in vitro fertilization (IVF) prosedyrer lar deg trekke ut rundt 15 egg, gjødsle dem og deretter gjennomføre genetisk testing før implantasjon; for øyeblikket kan du finne ut hvordan sykdommer forbundet med en mutasjon av ett gen ser ut, og enkle funksjoner som hår eller øyenfarge. Når vi kommer til millioner, og deretter milliarder, mennesker med sekvenserte genomer, kan vi få innsikt i hvordan skala genetikk fungerer, og vi kan ta smartere valg.
Se for deg å besøke en fruktbarhetsklinikk i 2023. Du gir et stykke hud eller en blodprøve, og gjennom bruk av in vitro gametogenese (IVG) blir huden din eller blodcellene egg eller sæd, selv om du er infertil, som senere kan kombineres til embryoer. Titalls hundrevis av embryoer laget av kunstige gameter donerer flere celler, hvoretter disse cellene blir sekvensert. Gensekvensene forteller deg om sannsynligheten for visse egenskaper og sykdommer. "Når det genetiske grunnlaget er overalt, vil vi kunne forstå med et stadig høyere nøyaktighetsnivå hvordan sunt et barn vil vokse opp."
Dette kan etter hans mening føre til ville og skremmende konsekvenser: hvis du tar 1000 egg og velger et med de optimale genetiske sekvensene, kan du da "gifte deg" med ditt embryo med noen andre som har gjort lignende ting på en annen genetisk linje. "Ditt 5 dager gamle embryo og det fremmede 5 dager gamle embryoet vil få en baby i IVG-prosessen," sier Metzel. "Da vil babyen få en baby med ytterligere fem dager gammelt embryo fra en annen genetisk linje, og du kan fortsette og fortsette."
Høres gal ut, ikke sant? Men vent, det er ikke alt. Som Jason Pontin fortalte Wired i år, “Genredigeringsteknologier som CRISPR-Cas9 vil gjøre det relativt enkelt å reparere, legge til eller fjerne gener under IVG, eliminere sykdom eller gjøre forbedringer som krusninger gjennom et barns genom. Alt dette kan høres ut som science fiction, men for de som følger forskningen, virker kombinasjonen av genredigering og IVG mer enn bare en sannsynlig - en uunngåelig utvikling."
Alt sprøtt er enkelt
Etter å ha tråkket på den glatte skråningen av genredigering og parring av embryo, vil vi gå i gang med et dystopisk løp for å skape det perfekte menneske. Hvis noen legger så mye tid og krefter på å velge ut embryoene sine, spør Metzel, hvordan vil han velge en ekteskapspartner til sine barn? IVG vil tillate ham å få fart på evolusjonen.
"Vi trenger alle å være del av en inkluderende, integrert, global dialog om fremtiden til artene våre," sier Metzel. "Helsepersonell vil være viktige noder i dette." Sist, men ikke minst, kan denne dialogen løfte spørsmålet om tilgang til teknologier som IVG; Bør vi ta noen skritt slik at IVG ikke går fra å være et verktøy for en velstående minoritet til et verktøy for et enda rikere og mer mindretall, og derved rokke ulikheten og polarisere samfunnet ytterligere?
Som Pontin bemerker, forårsaket IVG også for 40 år siden frykt, forvirring og motstand - og i dag er in vitro-befruktning like normal og utbredt som de millioner sunne babyer som ble opprettet ved hjelp av denne teknologien.
Ilya Khel
