Era minunilor genetice

Instrumentele de editare genetică precum CRISPR ne ajută să programăm organismele vii la nivel fundamental. Dar acest lucru ridică întrebări presante: dacă putem crea noi specii de la zero, ce ar trebui să creăm? Ar trebui să reconcepem umanitatea în totalitate? Juan Enriquez estimează posibilitățile viitoare ale editării genetice, explorând imensa incertitudine și oportunitatea acestei noi frontiere a cunoașterii.

Permiteți-mi să încep cu Roy Amara.

Roy susține că cele mai noi tehnologii
sunt supraestimate

din cauza impactului noutății lor,

ajungând să fie subestimate pe termen lung

deoarece ne obișnuim cu ele.

Acestea sunt timpuri miraculoase, magice.

Vă amintiți acel cântec minunat
al lui Paul Simon?

Avea două versuri.

Și ce era considerat
a fi miraculos atunci?

Încetinirea lucrurilor...
mișcarea lentă...

și apelurile internaționale.

Deoarece, bineînțeles,
eram întrerupți de operatoare

ce spuneau: „Apel internațional.
Doriți să închideți?”

Iar acum apelurile în întreaga lume
par ceva normal.

La fel pare să se întâmple

cu descifrarea
și programarea organismelor vii.

Dar înainte de a intra în detalii,

haideți să vorbim despre telescoape.

Inițial, impactul telescoapelor
a fost supraestimat.

Acesta e unul dintre primele
modele ale lui Galileo.

Oamenii credeau
că va compromite toate religiile.

(Râsete)

Așa că nu acordăm
prea multă atenție telescoapelor.

Dar telescoapele lansate
acum zece ani, după cum tocmai ați auzit,

dacă ducem un Volkswagen pe Lună,

i-am putea vedea farurile
acelui Volkswagen strălucind pe Lună.

Aceasta e puterea de rezoluție
care ne permite să vedem

fire de praf plutind
în jurul unor sori îndepărtați.

Imaginați-vă că acesta e un soare
aflat la un miliard de ani lumină,

iar un fir de praf se află în fața sa.

Atât de greu e să detectezi o exoplanetă.

Și e interesant că telescoapele actuale

ne permit să vedem
o lumânare aprinsă aflată pe Lună.

Iar dacă am mai pune una
la un braț distanță,

am putea vedea două lumânări distincte.

O asemenea rezoluție e necesară

pentru a surprinde în imagine
un fir de praf

plutind în jurul soarelui

și pentru a vedea dacă are
o tentă albastră-verzuie.

Iar dacă are o tentă albastră-verzuie,

înseamnă că organismele vii
sunt des întâlnite în univers.

Când o planetă îndepărtată
are o tentă albastră-verzuie,

înseamnă că acolo există fotosinteză,

există apă,

iar șansa de a fi unica planetă
unde există fotosinteză

e aproape inexistentă.

Iar aceasta e o schimbare istorică:

e momentul în care știm
că nu suntem singuri în univers.

Descoperirea vreunui continent
ar fi insignifiantă.

Și dacă ne gândim la asta,

începem să surprindem în imagini
aproape tot universul.

Iar acesta e un moment miraculos, magic,

pe care îl considerăm
ca fiind ceva normal.

La fel se întâmplă și în viață.

Auzim de aceste crâmpeie de viață.

De CRISPR, de tehnologia cutare

și de tehnologia cutare,

dar până la urmă
viața se dovedește a fi un cod.

Iar viața ca cod e un concept
foarte important,

deoarece înseamnă că,
așa cum scriem o propoziție

în engleză, franceză sau chineză,

așa cum putem copia o propoziție,

așa cum putem edita o propoziție,

așa cum putem printa o propoziție,

aproape am reușit să facem asta
și cu organismele vii.

Înseamnă că începem să învățăm
cum să citim acest limbaj.

Iar acesta e limbajul folosit
de această portocală.

Cum implementează portocala codul?

Nu o face prin secvențe
de unu și zero ca un computer.

Stă într-un pom și într-o zi:

pleosc!

Asta înseamnă: implementează!

AATCAAG: creează o rădăcină.

TCGACC: creează un lăstar.

GAC: creează niște frunze.
AGC: creează niște flori.

Apoi GCAA: mai creează niște portocale.

Dacă editez o propoziție în engleză,
într-un procesor de texte,

pot trece de la un cuvânt la altul.

Dacă editez ceva în această portocală

și introduc GCAAC, folosind CRISPR
sau alte metode cunoscute,

această portocală devine o lămâie,

sau un grepfrut,

sau o tangerină.

Iar dacă editez una din o mie de litere,

puteți deveni persoana
care stă lângă voi astăzi.

Fiți mai atenți unde stați.

(Râsete)

În primul rând, aceste lucruri
erau foarte scumpe,

ca și apelurile internaționale.

Dar costurile scad cu 50% mai repede
decât prezice legea lui Moore.

Primul genom complet a fost anunțat ieri
de Veritas la 200 de dolari.

Astfel, observăm că aceste sisteme,

nu contează, nu contează,
dar apoi contează.

Permiteți-mi să vă prezint
o privire de ansamblu.

E o descoperire importantă.

Sunt 23 de cromozomi.

Tare!

Haideți să vedem o imagine îndepărtată,
dar în loc să folosim un telescop,

vom privi la microscop

în interiorul cromozomilor,

și anume, în cromozomul Y.

Are o treime din dimensiunea
cromozomului X, e recesiv și alterat.

Dar iată,

doar un mascul.

Dacă privim aici,

vedem mai de aproape

la o rezoluție de 400 de perechi de baze,

apoi mărim la 550, apoi la 850,

începem să identificăm din ce în ce
mai multe gene mărind imaginea.

Mărim imaginea mai mult

și ne putem da seama cine are leucemie,

ce fel de leucemie e, ce a cauzat boala,

ce modificări au apărut.

Apoi mărim imaginea și mai mult.

Asta se întâmplă
în cazul unui cancer colorectal

la un anumit pacient,
la o rezoluție maximă.

Astfel strângem informații,

generăm cantități enorme de informație.

E una dintre cele mai mari baze
de date de pe planetă,

ea crescând mai repede decât putem noi
crea calculatoare pentru a o stoca.

Pot fi create niște hărți
incredibile folosind asta.

Dorim să înțelegem ciuma,
de ce una e ciumă bubonică,

alta e de alt tip

și alta e de alt tip.

Iată o hartă a ciumei.

Unele tipuri sunt letale
pentru oameni, altele nu.

Observăm, privind mai atent,

dacă se aseamănă cu tuberculoza.

Aceasta e diferența dintre tuberculoză
și diferite tipuri de ciumă.

Putem astfel investiga,

analizând un anumit tip de holeră

care a afectat Haitiul,

pentru a vedea în ce țară a apărut,

în ce regiune

și probabil care soldat a adus-o
în Haiti dintr-o țară africană.

Micșorăm.

Nu doar mărim imaginea.

Aceasta e una dintre cele mai tari
hărți făcute de oameni.

Conform informației genetice existente

despre toate speciile,

au creat un arbore al vieții
pe o singură pagină

pe care o putem mări sau micșora.

Ce elemente au fost primele, cum
s-au diversificat, cum s-au ramificat,

ce mărime are genomul,

pe o singură pagină.

Un fel de univers al vieții pe Pământ

care e actualizat și completat constant.

Observând aceste lucruri,

vedem că în trecut biologia era reactivă.

Mulți biologi lucrau cu microscoape

și lupe cu care observau animalele.

Biologia modernă e proactivă.

Nu doar observăm lucrurile, ci le creăm.

E o schimbare foarte importantă,

deoarece ne permite
să facem asemenea lucruri.

Știu că sunteți foarte încântați
de această imagine.

(Râsete)

Ne-au trebuit patru ani
și 40 de milioane de dolari

pentru a face această fotografie.

(Râsete)

Astfel,

am scos din celulă întregul cod genetic,

nu doar una sau două gene,
ci întregul cod genetic al celulei,

am construit un cu totul alt cod,

l-am introdus în celulă,

am reușit să o facem să-l implementeze

și am construit o cu totul altă specie.

Aceasta e prima formă de viață
artificială din lume.

Deci ce facem cu aceste descoperiri?

Ele vor schimba lumea.

Iată trei tendințe pe termen scurt

ale modului în care vor schimba lumea.

În primul rând, vom vedea
o nouă revoluție industrială.

În adevăratul sens al cuvântului.

Așa cum Elveția,
Germania și Marea Britanie

au schimbat lumea
cu mașinării ca cele din hol,

creând curent electric,

și CERN va schimba lumea,

utilizând noi instrumente
și viziunea noastră asupra universului,

Și formele de viață programabile
vor schimba lumea,

deoarece programând celulele

așa cum programăm și un microcip,

vom putea crea aproape orice.

Un microcip poate crea fotografii,

muzică, film,

scrisori de dragoste, tabele.

Sunt doar secvențe de unu și zero.

Dacă bazele nucleotide (ATCG)
pot circula prin celule,

atunci acest program
își va crea propriile componente,

adică se va dezvolta foarte repede.

Orice s-ar întâmpla,

dacă lăsăm telefonul mobil pe noptieră,

nu vom avea un miliard
de telefoane mobile dimineața.

Dar organismele vii

pot fi multiplicate la scară mare.

Printre altele, putem produce

carburanți cu o amprentă
de carbon foarte redusă

la scară comercială până în 2025.

Și facem asta la Exxon.

Dar pot substitui și terenurile agricole.

În loc să utilizăm 100 de hectare
pentru producția de uleiuri sau proteine,

le putem produce în aceste bazine

cu o productivitate de 10
sau 100 de ori mai mare la hectar.

Putem stoca informații sau putem crea
toate vaccinurile din lume

în acele trei bazine.

Putem stoca aproape toată informația
păstrată la CERN în acele trei bazine.

ADN-ul este un dispozitiv de stocare
a informației foarte performant.

În al doilea rând,

vom asista la o emancipare
a biologiei teoretice.

Facultățile de medicină
sunt extrem de conservatoare.

Modul de predare a anatomiei
e similar celui de acum 100 de ani.

„Bine ai venit, studentule.
Iată cadavrul pentru tine.”

Școlile medicale nu prea
creează noi secții.

De aceea e ieșit din comun.

Isaac Kohane a creat o secție utilizând
informatica, informațiile, cunoașterea,

la Facultatea de Medicină Harvard.

Într-un fel, biologia începe
să adune destule informații

încât să urmeze calea fizicii.

În trecut exista fizica observațională,

existau fizicieni ce făceau experimente,

apoi au creat biologia teoretică.

Asta începem să observăm

deoarece există atâtea date medicale,

avem atâtea informații despre oameni:

despre genomul, viromul
și microbiomul uman.

Adunând aceste informații,

începem să anticipăm ce va urma.

În al treilea rând,
consumatorul devine beneficiar.

Și harta genomului vostru
poate fi identificată.

Asta contribuie la nașterea
unor companii precum 23andMe,

iar asemenea companii vă vor furniza

din ce în ce mai multe informații,

nu doar despre rudele voastre,

ci și despre corpul vostru,

făcând comparații.

Vor face asta de-a lungul timpului,

creându-se astfel baze de date uriașe.

Dar și alte afaceri vor fi influențate

în moduri neașteptate.

De obicei, când promovăm un produs,

consumatorul n-ar trebui
să urineze pe materialul publicitar.

Doar dacă, bineînțeles,
vorbim despre IKEA.

Dacă o femeie urinează
pe o foaie ruptă din revistă,

iar foaia se albăstrește,
înseamnă că e însărcinată.

(Râsete)

Și-i vor acorda o reducere la pătuț.

(Râsete)

Când vorbesc despre
responsabilizarea consumatorului,

și asta nu se întâmplă
doar în biotehnologie,

vorbesc serios.

La Synthetic Genomics, începem să producem

imprimante

ce ne permit să creăm

și să printăm o celulă,

să implementăm programul în celulă.

Acum putem printa vaccinuri

în timp real, de când un avion decolează

și până aterizează.

Vom livra 78 de asemenea
mașinării anul acesta.

Aceasta nu e teorie despre biologie.
E printare biologică.

Voi vorbi despre două tendințe
pe termen lung

care vă parvin după o perioadă
mai lungă de timp.

În primul rând, am început
să reedităm genetic specii.

Ați auzit despre asta, nu?

Reedităm genetic copaci.
Reedităm genetic flori.

Reedităm genetic iaurtul,

brânza, orice doriți.

Și asta, bineînțeles,
ridică o întrebare interesantă:

Cum și când ar trebui
să reedităm genetic oameni?

Mulți gândim: „Vai, nu! Nu dorim
să reedităm genetic oameni.”

Doar dacă, bineînțeles,
copilul nostru are o genă Huntington

și e condamnat la moarte.

Sau dacă suntem purtătorii
unei gene de fibroză chistică,

caz în care dorim
să ne reedităm genetic atât pe noi,

cât și pe copiii și pe nepoții noștri.

Sunt dezbateri complicate ce au loc acum.

Vă dau un exemplu de actualitate:

azi, la Academia Națională,
are loc o dezbatere

asupra posibilității
de a modifica genetic țânțari,

pentru a ucide toți țânțarii
purtători de malarie.

Unii spun:

„Va afecta extrem de mult
mediul înconjurător, nu faceți asta.”

Alții spun:

„E o boală care ucide
milioane de oameni anual.

Cine ești tu să-mi spui
că nu pot salva copiii din țara mea?”

De ce e dezbaterea asta
atât de complicată?

Pentru că odată eliberați în Brazilia

sau în sudul Floridei,

țânțarii nu respectă granițele.

Luăm o decizie pentru întreaga lume

când eliberăm
un material modificat genetic.

Acest om minunat
a câștigat un Premiu Nobel,

și după ce a câștigat Premiul Nobel,

și-a pus problema

cum a început viața pe această planetă

și dacă e posibilă și în altă parte.

Astfel, a apelat la foștii săi studenți

și le-a spus:

„Creați viață, dar fără să folosiți
substanțe sau instrumente moderne.

Creați ființe care existau
acum miliarde de ani.

Nu puteți folosi lasere.
Nu puteți folosi asta, nici cealaltă.”

Mi-a dat o fiolă cu ceea ce a creat
acum vreo trei săptămâni.

Ce a creat?

Practic a creat din lipide
ceva asemănător bulelor de săpun.

A creat un precursor al ARN-ului.

A lăsat celula să absoarbă ARN-ul

și apoi să se dividă.

Nu mai avem mult,

poate un deceniu, poate două,

până când vom crea viață de la zero

din protocelule.

Al doilea trend pe termen lung:

Am trăit și continuăm
să trăim în era digitală,

am intrat în era genomului,

a biologiei, a CRISPR
și a biologiei sintetice,

iar toate acestea
se vor uni în era creierului.

Suntem capabili să reconstruim
majoritatea părților corpului

ca și cum am face ca un os rupt
sau pielea arsă să crească la loc.

Începem să învățăm cum să recreăm traheea

sau vezica urinară.

Ambele au fost implantate la oameni.

Tony Atala lucrează la 32 de organe.

Dar acesta va fi baza

deoarece ne reprezintă,
iar restul este doar un ambalaj.

Nimeni nu va trăi mai mult
de 120, 130, 140 de ani

dacă nu îl modificăm.

E provocarea cea mai interesantă.

E următoarea limită de atins, împreună cu:

„Cât de frecvent apare viața în univers?”

„De unde provenim?”

și alte întrebări asemănătoare.

Permiteți-mi să închei
cu un citat apocrif al lui Einstein.

[Puteți trăi ca și cum
totul este un miracol

sau ca și cum nimic nu e un miracol.]

E alegerea voastră.

Puteți vedea lucrurile rele
sau înfricoșătoare,

și cu siguranță există
lucruri înfricoșătoare.

Dar folosiți 10% din creier
pentru asta, sau poate 20%

sau 30%,

dar rețineți,

trăim cu adevărat într-o eră
a miracolelor și a magiei.

Suntem norocoși să fim în viață azi,
să vedem aceste lucruri.

Suntem norocoși să putem
interacționa cu oamenii

care creează toate lucrurile
din această sală.

Vă mulțumesc tuturor
pentru ceea ce faceți!

(Aplauze)