Den første biologiske teleportatoren ligger i laboratoriet til Synthetic Genomics Inc. (SGI), som ligger i første etasje i en bygning i San Diego, og ser ut som en stor utstyrsvogn.
I virkeligheten er denne enheten en samling av små maskiner og laboratorieroboter - koblet sammen, de danner en stor enhet. Den er i stand til å gjøre noe uten sidestykke, nemlig å overføre en digital kode til å skrive ut virus.
I en serie eksperimenter som gikk inn i sin siste fase i fjor, sendte SGI-forskere sett med genetiske instruksjoner fra andre steder i bygningen for automatisk å replikere DNA fra vanlige influensavirus. På samme måte laget de en fungerende bakteriofag (et virus som smitter bakterier).
Selv om dette ikke er første gang et virus blir laget fra deler av DNA, er det første gang et virus blir opprettet i automatisk modus, uten manuell operasjon.
Enheten, kalt en "digital-til-biologisk omformer", ble demonstrert i mai. Så langt er dette bare en prototype, men i fremtiden vil slike verktøy kunne overføre biologisk informasjon fra epidemien direkte til vaksineprodusenter eller "trykke" personlige medisiner på forespørsel direkte på pasientens plassering.
"I et tiår har vi drømt om å kunne faksere livsformularer," sier Juan Henriquez fra Excel Ventus, et risikokapitalfirma som har investert i SGI. Han ser for seg en ny industriell revolusjon basert på en "digital-biologisk omformer" av samme størrelse som revolusjonen en gang produsert av bomullsplukkeren.
Craig Venter, en dissidentbiolog som grunnla Synthetic Genomics i 2005 (selv om han ikke lenger deltar i sine daglige aktiviteter), antyder muligheten for interplanetarisk overføring av livsformer.
"Han diskuterte det med Elon Musk," sier Dan Gibson, SGIs visepresident for DNA-teknologi.
Kampanjevideo:
Influensavirus
I motsetning til Craig Venter, som er kjent for store uttalelser og ambisiøse planer, er Gibson kjent blant biologer for sitt engasjement i Gibson Assembly - en reaksjon som smelter sammen små biter av DNA oppnådd i et laboratorium til større gener.
SGIs BioXP 3200 kommersielle DNA-skriver er kjernen i den digital-til-biologiske omformeren. Når Gibson, på kontoret, sender en melding til omformeren, begynner den å bruke forhåndsinnlastede kjemikalier. Vi ville sende en slik melding hvor som helst.
I slutten av mai avslørte Gibsons team hvordan de brukte en skriver for å lage DNA, RNA, proteiner og virus "automatisk fra digitalt overførte DNA-sekvenser uten menneskelig inngripen."
Arbeidet med den digital-til-biologiske omformeren startet i 2013, da SGI og legemiddelprodusenten Novartis gjennomførte en test for å se om data fra influensaepidemien kunne brukes til raskt å lage frøvirus brukt i vaksineproduksjon.
Bekreftelsesmuligheten kom i mars samme år, da kineserne kunngjorde en epidemi av H7N9 influensavirus og gjorde sin DNA-sekvens offentlig tilgjengelig. (H og N i influensatypenavnet refererer til hemagglutinin og neuraminidase, proteiner på det ytre strøk av viruset som det menneskelige immunforsvaret gjenkjenner.) “Det var påskedag,” minnes Gibson, “da jeg mottok en e-post om viruspanikken i Kina. fugleinfluensa H7N9. Så vi klarte å få DNA-sekvensen veldig raskt."
To dager senere, uten tilgang til prøver, med bare digitale sekvenser, syntetiserte SGI H- og N-proteingenene på en DNA-skriver. Disse DNA-strengene ble sendt til Novartis, hvor de opprettet en virusstamme som inneholder ny genetisk informasjon for produksjon vaksiner. Det var da ideen om en digital-til-biologisk omformer ble en realitet, sier Gibson. "Jeg sa, kan vi sette det hele sammen i en boks?" Minnes han.
Gibson håper å bygge en lukrativ virksomhet med enheten. “Tenk deg,” sier han, “at Center for Infectious Disease Control and Prevention i Atlanta dekoder genetisk informasjon for et antistoff mot en sykdom som Ebola, som truer en epidemi. Denne koden kan sendes til omformere over hele verden, og produksjonen av motgift kan begynne. Jeg tror det vil være mulig i nær fremtid."
Feilproblemer
Så utrolig som evnen til å programmere livet og distribuere det eksternt, er nytten av biologisk teleportering fortsatt et spørsmål om debatt. Å bygge opp et lite lager av frøvirus er viktig, men det er bare ett skritt mot å produsere en vaksine i håndgripelige mengder for et helt land. De dempede virusene som finnes i influensaskudd må dyrkes i billioner i kyllingegg - en nøye planlagt prosess som tar seks måneder.
“DNA-strengene produsert av SGI-omformeren er fortsatt utsatt for feil eller tilfeldige mutasjoner. Disse mutasjonene vil være uakseptabelt høye … for produksjon av vaksiner eller legemidler,”skriver David Evans, en virolog ved University of Alberta.
Og likevel, ifølge Evans, "Selv om det er lite nyhet i hvert eneste trinn, er trinnene satt sammen for å produsere funksjonelt DNA ganske imponerende … Løs feilproblemet, og du har en enhet som alle vil ha."
Gibson sier at han leter etter en løsning på feilproblemet, og prøver også å krympe omformeren til akseptabel størrelse. Nå tar enheten opp volumet til en Fiat 500-bil.
Panspermi
SGI har ennå ikke "skrevet liv" - de fleste biologer anser ikke virus som levende. Men selskapet kan nærme seg dette. I 2016 kunngjorde SGI at det ble opprettet en "minimal celle", en bakterie med det minste genomet av alle, som kan fungere som et kassettbånd for opptak av nye genetiske instruksjoner. Siden "den minimale cellen er den enkleste livsformen," sa Gibson, ville det være logisk å prøve å skrive den ut.
Noen SGI-tilhengere, inkludert Craig Venter, gjør det klart at den ultimate scenen for skriver-DNA vil være overføring av livsformer mellom planeter. I det foreslåtte scenariet kan en maskin - skaperen av DNA-kjeder fra fragmenter - sendes til Mars for å få den genetiske koden til alle levende - eller de som er i nærheten av dem - former.
Disse dataene kan deretter overføres til en omformer på jorden som vil rekonstruere den fremmede livsformen, muligens i et høysikkerhetslaboratorium. En gruppe SGI-ansatte jobbet kort med NASA-forskere i Mojave-ørkenen i 2013, og testet ulike aspekter av teorien. "Vi lastet bussen med alt vi trengte, isolerte noen av prøvene og sekvenserte dem," sa Gibson.
Å sende informasjon om livet ut i rommet kan være av enda større interesse. En teori for opprinnelsen til livet på jorden, kjent som panspermia, var at livet ble brakt inn av en meteoritt eller komet. Å sende biologiske omformere til verdensrommet ville være en slags "tilbakebetaling" fra menneskeheten, sier Juan Enriquez, ved å spre livet ytterligere.
"Jeg vil gjøre noe utenfor denne verden - sende en slik ting til Mars og trykke drivstoff, eller skrive ut deler av atmosfæren eller næringsstoffer," sier han.
Dette reiser spørsmålet om hvilken livsform eller hvilken genetisk sekvens du skal sende først. Craig Venter brukte i hemmelighet sitt eget DNA til den første menneskelige genomiske sekvensen, publisert i 2003.
På spørsmål om Venter skulle reprodusere genomet sitt på en annen planet, svarte Gibson og Enriquez det samme: "Ingen kommentar."
Vadim Tarabarko
