Дзёрзкасць сінтэтычных біёлагаў

Sophia Roosth ставіць вялікія пытанні людзям, якія адраджаюць вымерлыя віды і будуюць арганізмы з нуля.

Ілюстрацыя Ніка Вокі

Малекулярная біялогія кажа нам, што нават самыя простыя клеткі незразумела складаныя і што, каб зразумець іх, навукоўцы павінны эксперыментаваць і назіраць за клеткамі. Але падполя прыбораў сінтэтычнай біялогіі: што, калі лепшы спосаб зразумець клеткі - гэта проста пабудаваць іх з нуля?

Гісторык навукі і антраполаг Соф'я Роост правёў амаль дзесяць гадоў, назіраючы і апытваючы самаабвешчаных сінтэтычных біёлагаў, якія дакладна вызначаюцца кагортай інжынераў, навукоўцаў і грамадзян, якія праектуюць і будуюць штучныя арганізмы.

На сённяшні дзень прымяненне сінтэтычнай біялогіі ў многіх галінах, уключаючы фармацэўтыку, сельскую гаспадарку, біяпаліва і іншыя хімічныя рэчывы. Інвестары штогод уліваюць больш за 1 мільярд долараў у кампаніі па сінтэтычнай біялогіі. Але Руст пачаў працаваць на раннім этапе, у MIT, у сярэдзіне 2000-х. Гэта прывяло яе да размоваў з біяхакерамі, інжынерамі-электратэхнікамі, дызайнерамі мікробаў, лідэрамі стартапаў фармацэўтычных навук, прыхільнікамі навуковых супрацоўнікаў "copyleft" і выбітнымі біёлагамі, якія спадзяюцца "ўваскрасіць" вымерлыя віды праз біятэхналогіі 21 стагоддзя. Хоць іх мэты і метады разнастайныя, Руст заўважыў некалькі агульных тэм - асабліва тое, што сінтэтычныя біёлагі спрабуюць "ведаць" біялагічны свет, ствараючы і ствараючы новыя формы жыцця.

Геномы, якія развіваліся ў прыродзе на працягу мільёнаў гадоў, поўныя паслядоўна перакрываюцца паслядоўнасцямі, няпоўнымі рэшткамі старых генаў і доўгімі ўчасткамі ДНК без заўважнай мэты. Сінтэтычныя біёлагі пазбягаюць гэтай беспарадак; іх арганізмы створаны з улікам мэтаў і эстэтыкі сінтэтычнага біёлага. У большасці аперацый synbio усе штучныя арганізмы, якія не адпавядаюць цвілі, выкідваюцца. Для Рооста гэта закранула пытанне: Якія ідэі, здагадкі і мэты сінтэтычныя біёлагі прыносяць гэтай працы?

Роост, прафесар Гарвардскага раёна, перавела свае назіранні ў анталагічную кнігу пад назвай Synthetic: How Life Got Made, і я патэлефанаваў ёй, каб даведацца больш. Вось некалькі асноўных момантаў, адрэдагаваных на даўжыню і выразнасць.

Вяртаючыся да пачатку, навошта пісаць этнаграфію сінтэтычных біёлагаў?

Мне было цікава некалькі рэчаў. Адно было: як біяінжынерыя выкарыстоўваецца і для дызайнерскіх праектаў, і як нейкі педагагічны інструмент? І мяне зацікавіла гэтая дэмакратызацыя машынабудавання. Што азначае студэнтка, якая займаецца праектаваннем арганізмаў?

Людзі паходзілі з электратэхнікі, інфарматыкі, сярод іншых. Я заўважыў, што пераходзячы з хатняй дысцыпліны, як электратэхніка, у сінтэтычную біялогію, людзі таксама ўвозілі пэўныя метафары і спосабы мыслення.

Ці можаце вы прывесці прыклад?

Калі Дру Эндзі (цяпер прафесар Стэнфарда) быў вучнем, ён імкнуўся пабудаваць вылічальную мадэль, якая б прадказвала паводзіны бактэрыяфага Т7. Цяпер фаг - гэта сапраўды простае, добра характарызаванае цэлае. Яго вывучаюць у лабараторыях 60 гадоў, і гэта не так шмат.

Але вылічальная мадэль была вельмі дрэнным прадракальнікам паводзін T7. І хоць некаторым можа здацца здаровым сэнсам, што гэта азначае, што з мадэллю нешта не так, ён замест гэтага зрабіў выснову, што з вірусам нешта не так.

Гэта [ўздымала] шэраг пытанняў як для яго, так і для яго калегаў пра тое, што будзе азначаць, каб біялагічная сутнасць была добра распрацавана. І тое, што для яго было добра прадумана, [вырашыў Эндзі], каб яно было зразумелым, гэта зразумела чалавеку. Што кардынальна адрозніваецца ад таго, што лічыцца добрым дызайнам.

Вы ў сваёй кнізе заяўляеце, што сінтэтычныя біёлагі ўскладняюць нашы вызначэння радаводу і роднасці. Як так?

Пытанне, якое ўзнікае пры поглядзе на інжынерна выраблены мікроб - скажам, бактэрыя, якая ўтрымлівае мноства розных генаў з самых разнастайных відаў, гэта: як вы размясціце гэта на любым таксанамічным дрэве ці генеалогіі?

Некаторыя людзі фактычна спасылаюцца на тое, як гэтая мадэль зламалася ў апошнія гады з-за ўзмацнення даследаванняў пра латэральны перанос генаў [гэта адбываецца, калі мікробы мяняюць гены паміж сабой]. Некаторыя сінтэтычныя біёлагі лічаць біяінжынерыя розніцай ступені, але не падобнай да таго, што прырода робіць самастойна, і гэта сумесь мноства розных генаў.

У заключным раздзеле вы абмяркуеце "рух па выміранні", які прапануе ўваскрасіць вымерлыя віды шляхам біяінжынерыі. Як рух знясілення звязаны з астатнімі сінтэтычнымі біялогіямі і чым ён адрозніваецца?

Я думаю, што рух супраць вымірання з'яўляецца самай экстрэмальнай, медыйна-генічнай версіяй сінтэтычнай біялогіі.

Намаганні "ўваскрасіць" вымерлыя віды ўключаюць у сябе згуртаванне мноства розных генетычных матэрыялаў. Напрыклад, праект шерсцістых мамантаў уключае некалькі ключавых генаў, якія былі секвенированы з тканіны маманта, але яны былі перанесены ў геном слана. Дык вось, пытанне: калі што-то сапраўды махрысты і калі гэта проста нейкі мудрагелісты слон з біўнямі і сапраўды густымі валасамі?

Калі я папрасіў біёлагаў па выбліску высветліць гэтае пытанне ... адказ быў: "Ну, калі гэта выглядае досыць падобна да гэтага вымерлага віду, значыць, гэта [від]".

Што вяртае нас да бактэрыяфага: калі гэта паспяховы дызайнерскі праект? Ну, калі ён здольны заразіць бактэрыі, то гэта добры фаг. Калі гэта прасцей зразумець, то гэта добры фаг. Магчыма, вы маглі б сказаць што-небудзь падобнае пра галубоў-пасажыраў і мамантаў.

У канцы кнігі вы падкрэсліваеце, што сінтэтычная біялогія становіцца больш "нармальнай", прынамсі з пункту гледжання таго, як грамадства ўспрымае гэта. Што азначае для вас гэтая тэндэнцыя?

Прыемны больш ранні прыклад гэтага - рэкамбінантныя даследаванні ДНК. Рэкамбінантная ДНК лічылася вялікай у 1970-я гады ў дачыненні да этыкі і анталогіі таго, што было зроблена, і зараз гэта робіцца ў большасці лабараторый біялогіі, нават не задумваючыся пра гэта два разы. Менавіта таму я падумаў, што зараз важна напісаць гэтую кнігу, бо значна цікавей назіраць за гэтымі ўтварэннямі, біялагічнымі і культурнымі ўтварэннямі, калі яны ўсё яшчэ выдатныя, і яны ўсё яшчэ гатовыя да абмеркавання. Паколькі яны перастаюць быць выдатнымі, мы перастаем задаваць ім важныя пытанні.