Vreme genetičkih čuda

Alati za genetsko uređivanje kao što je CRISPR omogućavaju nam da programiramo život od najosnovnijeg nivoa. Ali ovo donosi neka goruća pitanja: ako možemo da stvorimo novu vrstu od nule, šta treba da napravimo? Da li treba da redizajniramo čovečanstvo? Huan Enrikez predviđa moguće varijante razvoja događaja genetskog uređivanja, istražujući neizvesnost i šanse ovog novog pomeranja granica.

Dozvolite mi da počnem sa Rojom Amarom.

Roj tvrdi da je većina
novih tehnoloških dostignuća precenjena

na početku u smislu njihovog uticaja,

a onda dugoročno bivaju potcenjeni

zato što se naviknemo na njih.

Ovo je stvarno doba čuda.

Sećate li se one divne pesme Pola Sajmona?

Imala je dva stiha.

Šta se to u ono vreme smatralo čudesnim?

Usporavanje stvari - usporen film,

i međunarodni telefonski pozivi.

Zato što ste, naravno, navikli
da vas operater prekida

sa pitanjem: „Međunarodni poziv.
Da li želite da prekinete?”

A sada nam zvanje po celom svetu
ne predstavlja ništa.

Nešto slično možda se dešava

i sa očitavanjem i programiranjem života.

No, pre nego što otkrijem to,

hajde da pričamo o teleskopima.

Teleskopi su na početku bili precenjeni
u pogledu njihovog uticaja.

Ovo je jedan od Galilejovih ranih modela.

Ljudi su mislili
da će uništiti sve religije.

(Smeh)

Dakle, ne obraćamo
mnogo pažnju na teleskope.

Naravno, teleskopi koji su proizvedeni
pre deset godina, kao što ste čuli,

mogu na ovom folksvagenu
koji je odleteo do Meseca,

videti farove kada se upale na Mesecu.

To je rezolucija
koja vam dozvoljava da vidite

male čestice prašine
koje plutaju oko udaljenih sunca.

Zamislite na trenutak da je ovo sunce
udaljeno milijardu svetlosnih godina

i vidite male čestice prašine
kako dolaze ispred njega.

Tako izgleda otkrivanje egzoplanete.

Dobra stvar kod ovih novih teleskopa

je što vam dozvoljavaju da vidite
i sveću zapaljenu na mesecu.

Ako napravite razdvajanje jednom pločom,

videćete dve odvojene sveće
na toj udaljenosti.

To je rezolucija koja vam je potrebna

da vidite te male čestice prašine

kako kruže oko sunca

i da vidite imaju li plavo-zeleni obris.

Ako imaju plavo-zeleni obris,

to znači da je život svuda u svemiru.

Prvi put kada vidite
plavo-zeleni obris na udaljenoj planeti,

to znači da tamo postoji fotosinteza,

da tamo ima vode,

a šansa da vidite samo jednu
planetu sa fotosintezom

je jednaka nuli.

A to je događaj koji menja sve.

Postoji vreme pre i vreme nakon
što smo mislili da smo sami u svemiru;

zaboravite na otkrića bilo kog kontinenta.

Dok razmišljate o ovom,

sada smo u mogućnosti
da vidimo veći deo svemira.

To jeste vreme čuda,

a mi to olako prihvatamo.

Nešto slično se dešava i sa životom.

Slušamo o životu u tim
malim delovima i komadićima,

slušamo o CRISPR-u,

i slušamo o ovoj i onoj tehnologiji.

Ali suština je da je život ispao kod.

A posmatranje života kroz kod
je veoma značajan koncept,

zato što to znači da,
kao što pišete rečenice

na engleskom, francuskom
ili kineskom jeziku,

baš kao što možete prepisati rečenicu,

isto kao što možete izmeniti rečenicu,

na potpuno isti način
kao što štampate rečenice,

sada postaje moguće
da isto to radite sa životom.

To znači da počinjemo da učimo
kako se čita ovaj jezik.

A to je jezik koji koristi ova narandža.

Kako ova narandža izvršava kod?

Ne radi to kao kompjuteri
sa jedinicama i nulama.

Visi na drvetu i jednog dana uradi -

plop!

To znači - izvršiti.

AATCAAG: napravi mi mali koren.

TCGACC: napravi mi malu stabljiku.

GAC: napravi mi lišća.
AGC: napravi mi cvetove.

i onda GCAA: napravi mi još narandži.

Ako stavim rečenicu na engleskom
u procesor za reči,

onda možete da se prebacujete
sa jedne reči na drugu.

Ako nešto dodam ovoj narandži

i stavim GCAAC, koristeći CRISPR
ili nešto drugo za šta ste čuli,

onda ova narandža postaje limun,

ili grejpfrut,

ili mandarina.

A ako promenim jedno od hiljadu slova,

postaćete osoba koja danas sedi pored vas.

Budite oprezniji gde sedate.

(Smeh)

Stvar je u tome da je na početku
ovo bio veoma skup proces.

Kao nekada međunarodni pozivi.

Ali cena ovoga pada 50 procenata
brže od Murovog zakona.

Kompanija Veritas je juče najavila
prvi potpuni genom od 200 dolara.

Dok gledate ove sisteme, mislite:

ovo nije važno, ni ovo,
ni ovo nije važno - a ipak jeste.

Dozvolite da vam pokažem mapu ovoga.

Ovo je veliko otkriće.

Tu su 23 hromozoma.

Kul.

Hajde sada da iskoristimo
teleskopski pogled,

ali umesto teleskopa,
koristićemo mikroskop da zumiramo

površinu podređene među hromozomima

odnosno, hromozom Y.

On je veličine trećine hromozoma X,
recesivan i mutiran.

Ali ipak,

to je samo muškarac.

Dok posmatrate ovo,

evo neke vrste širokog pogleda

sa rezolucijom od 400 baznih parova,

zatim zumirate na 550,
zatim zumirate na 850,

i sa svakim zumiranjem možete
da identifikujete sve više i više gena.

Onda još zumirate

i možete videti ko ima leukemiju,

kako su dobili leukemiju,
koju vrstu leukemije imaju,

šta se promenilo sa jednog na drugo mesto.

Onda zumirate na nivo
Guglovog uličnog pogleda.

Evo šta se dešava
ako imate rak debelog creva,

kod konkretnog pacijenta
u rezoluciji slovo po slovo.

Ono što mi ovde radimo
je skupljanje informacija

i generisanje ogromne količine istih.

To je jedna od najvećih
baza podataka na zemlji

i raste brže nego što možemo napraviti
kompjutere za njeno skladištenje.

Sa ovim možete napraviti
neverovatne mape.

Želite da razumete kugu,
zašto je jedna bubonske vrste,

druga je drugačije vrste

a i treća je drugačija vrsta kuge?

Evo mape kuge.

Neke su apsolutno smrtonosne za ljude,

dok druge nisu.

Obratite pažnju pri kraju dok gledate ovo,

kako izgleda u poređenju sa tuberkulozom?

Ovo je razlika između tuberkuloze
i raznih vrsta kuge.

Možete se igrati detektiva,

zato što možete uzeti
veoma specifičnu vrstu kolere

koja je pogodila Haiti,

i možete videti iz koje zemlje je došla,

iz kog regiona,

i verovatno koji ju je vojnik doneo
iz te afričke zemlje na Haiti.

Smanjivanje rezolucije.

Ne radi se samo povećanje.

Ovo je jedna od najboljih mapa
koje je čovek ikada napravio.

Oni su prikupili sve genetičke
informacije koje su imali

o svim vrstama,

i napravili drvo života na jednoj stranici

koju možete smanjivati ili povećavati.

Ovo nam daje pregled šta je nastalo prvo,
kako je postalo različito, kako se granalo

i koliko je velik taj genom,

sve na jednoj stranici.

To je neka vrsta svemira života na zemlji,

koji se neprekidno dopunjava i dovršava.

Dok gledate sve ovo,

jako bitna promena je ta
da je stara biologija bila reaktivna.

Imali ste puno biologa sa mikroskopima,

imali su lupe, šetali su naokolo
i posmatrali životinje.

Nova biologija je proaktivna.

Više niste samo posmatrač,
sada pravite nešto.

To je zaista velika promena

zato što nam ona omogućava
da radimo stvari kao što je ova.

Znam da ste uzbuđeni zbog ove slike.

(Smeh)

Trebalo nam je samo četiri godine
i 40 miliona dolara

da bismo napravili ovu fotografiju.

(Smeh)

A ono što smo uradili

je da smo uzeli
celokupni kod gena iz ćelije -

ne jedan gen, ne dva gena,
ceo genetski kod iz ćelije -

napravili potpuno novi genetski kod,

utisnuli ga u ćeliju,

našli način da ćelija izvrši taj kod

i izgradili potpuno novu vrstu.

Ovo je prvi sintetički
oblik života na svetu.

I šta raditi sa tim?

Ovo je nešto što će promeniti svet.

Reći ću vam tri kratkoročna trenda

u smislu kako će promeniti svet.

Prvo, videćemo novu
industrijsku revoluciju.

I to mislim bukvalno.

Na isti način na koji su Švajcarska,
Nemačka i Velika Britanija

promenile svet mašinama
sličnim onima koje vidite ovde u holu,

i stvorile moć -

na isti način kao što CERN menja svet,

koristeći nove instrumente
i naš koncept svemira -

životni oblici koje možemo programirati
takođe će promeniti svet,

jer kada možete da programirate ćeliju

isto kao što programirate
kompjuterski čip,

tada možete napraviti bilo šta.

Vaš kompjuterski čip
može praviti fotografije,

može praviti muziku ili film,

može praviti ljubavna pisma ili tabele.

Sve to samo sa nulama i jedinicama
koje proleću tamo.

Ako ATCG-ovi mogu da rade u ćelijama

onda ovaj softver sam sebi pravi hardver,

što znači da se razvija veoma brzo.

Bez obzira šta se desilo,

ako ostavite mobilni telefon
pored kreveta,

nećete imati milijardu telefona ujutro.

Ali ako to uradite sa živim organizmom,

možete napraviti nešto velikih proporcija.

Jedna od stvari koje možete da uradite
je da počnete proizvodnju

nečega sličnog ugljenično
neutralnom gorivu

za komercijalnu upotrebu do 2025. godine,

što radimo sa kompanijom „Ekson“.

Možete to koristiti kao zamenu
za obradivo zemljište.

Umesto da imate 100 hektara
da biste proizveli ulje ili proteine,

možete ih praviti u ovim bazenima

sa 10 ili 100 puta većom
produktivnosti po hektaru.

Možete skladištiti informacije
ili proizvesti sve vakcine na svetu

u ova tri bazena.

Ili možete uskladištiti većinu informacija
koja se drži u CERN-u.

DNK je zaista veoma moćna naprava
za skladištenje informacija.

Drugi preokret:

počinjete da uviđate uspon
teorijske biologije.

Odeljenja medicinskih škola su među
najkonzervativnijim mestima na zemlji.

Način na koji predaju anatomiju
je sličan načinu na koji su je predavali

pre 100 godina.

„Dobrodošli, studenti. Evo vam leš.”

Ono u čemu medicinske škole nisu vične
jeste stvaranje novih odeljenja,

zbog toga je sve ovo veoma neobično.

Isak Kohen je sada otvorio odeljenje
koje se bazira na informatici,

podacima i znanju na Harvardskom
medicinskom fakultetu.

Na neki način, počelo je da se dešava

da biologija počinje da dobija
dovoljno podataka

tako da može da krene stopama fizike,

koja je prvo bila samo posmatračka,

pa eksperimentalna,

a onda je počela da stvara
teorijsku biologiju.

To je ono što počinjete da viđate

zato što sada imate
toliko medicinskih podataka,

toliko podataka o ljudima,

imate njihove genome,
imate njihove viruse,

imate njihove mikrobiome.

I dok se ove informacije gomilaju,

možete početi sa predviđanjima.

Treća stvar koja se dešava
je da to dolazi do potrošača.

Tako da i vi možete dobiti
analizu svojih gena.

Ovo je početak stvaranja
kompanija kao što je „23 i ja”,

a one će vam davati

sve više i više podataka,

ne samo o vašim rođacima,

nego i o vašem telu,

porediće stvari,

porediće ih kroz vreme,

i to će postati veoma
velika baza podataka.

Ovo će takođe uticati
i na niz drugih poslova

na veoma neočekivane načine.

Obično kada reklamirate nešto,
ne želite da vaš potrošač

odnese reklamni letak u kupatilo
i popiški se na njega.

Naravno, osim ako niste IKEA.

Ako ovo iscepite iz časopisa
i popiškite se na to,

ono će poplaviti ako ste trudni.

(Smeh)

I oni će vam dati popust na kolevku.

(Smeh)

Kada kažem osnaživanje potrošača,

a ovo prevazilazi biotehniku,

zaista to i mislim.

Trenutno počinjemo sa proizvodnjom,
u kompaniji „Sintetička genomika”,

štampača

koji vam omogućavaju da kreirate ćeliju,

odštampate je,

i unesete program u ćeliju.

Sada možemo odštampati vakcine

u realnom vremenu,
od momenta poletanja aviona

pre nego što sleti.

Ove godine šaljemo 78 ovakvih mašina.

Ovo nije teorijska biologija.
Ovo je štamparska biologija.

Reći ću vam dva dugoročna trenda

koja će nastupiti
u dužem vremenskom periodu.

Prvo, počećemo sa redizajniranjem vrsta.

Čuli ste za to, zar ne?

Redizajniramo drveće i cveće.

Redizajniramo jogurt,

sir i šta god drugo vam padne na pamet.

A ovo donosi interesantno pitanje:

kako i kada ćemo redizajnirati ljude?

Mnogi od nas misle: „Ma ne,
nećemo nikad redizajnirati ljude.”

Osim ukoliko npr. vaše dete
nema Hantingtonov gen

i osuđeno je na smrt.

Ili ukoliko ste prenosilac
gena cistične fibroze.

U tom slučaju ne želite
samo sebe da redizajnirate,

nego i svoju decu i njihovu decu.

Ovo su komplikovane rasprave
i dešavaće se uskoro.

Daću vam jedan primer.

Jedna od rasprava koje se danas
vode u nacionalnim akademijama je:

imate mogućnost da umetnete
genetsku izmenu u komarce

tako da ubijete sve malarične komarce.

Neki ljudi kažu:

„Ovo će uticati na ekološko okruženje
i to na ekstreman način. Ne radite to.”

Drugi kažu:

„To je nešto što godišnje
ubija milione ljudi.

Ko ste vi da mi kažete da ne mogu
da spasim decu u mojoj zemlji?”

A zašto je ova rasprava tako komplikovana?

Zato što, čim to uradite u Brazilu

ili Južnoj Floridi,

komarci neće poštovati granice.

Vi donosite odluku za čitav svet

kada puštate genetski izmene u etar.

Ovaj divan čovek je dobio
Nobelovu nagradu,

i nakon što je dobio Nobelovu nagradu,
stalno je razmišljao

kako je život počeo na ovoj planeti

i kolika je verovatnoća
da postoji i na drugim mestima?

On je obilazio svoje studente

i govorio im:

„Napravite mi život, ali bez korišćenja
modernih hemikalija ili instrumenata.

Napravite mi nešto što je postojalo
ovde pre tri milijarde godina.

Ne možete da koristite lasere,
ne možete da koristite ovo, niti ono.”

Pre tri nedelje dao mi je uzorak
onoga što je stvorio.

Šta je stvorio?

Stvorio je nešto što je u osnovi izgledalo
kao sapunica koja se pravi od lipida.

Napravio je prethodnika RNA.

Imao je prethodnika RNA
apsorbovanog od strane ćelije,

a onda su se ćelije podelile.

Možda nismo toliko daleko,

recimo deceniju ili dve,

od pravljenja života od nule

izvan protozajednica.

Drugi dugoročni trend:

živeli smo i živimo u digitalnom dobu -

počinjemo da živimo u dobu genoma,

biologije, CRISPR-a
i sintetičke biologije -

a sve to će se spojiti u doba mozga.

Dolazimo do tačke da možemo ponovo
napraviti veći deo naših delova tela

na isti način kao kad slomite kost
ili opečete kožu, a ona ponovo naraste.

Počinjemo da učimo kako da obnovimo dušnik

ili kako da obnovimo bešiku.

Oba organa su već ugrađena u ljude.

Toni Atala radi na 32 organa.

Ali suština je u ovome,

zato što ste to vi,
a sve ostalo je samo pakovanje.

Niko neće živeti
preko 120, 130 ili 140 godina

ako ne popravimo ovo.

A to je najinteresantniji izazov.

To je sledeće pomeranje
granica, zajedno sa:

„Koliko je čest život u svemiru?”

„Odakle smo došli?”

i slična pitanja.

Dozvolite mi da završim
navodno Ajnštajnovim citatom:

(Možete živeti kao da je sve čudo,

ili kao da ništa nije čudo.)

Izbor je vaš.

Možete se fokusirati na loše, na strašno,

a sigurno ima puno toga
zastrašujućeg u svetu.

Ali koristite 10 procenata svog mozga
da se fokusirate na ovo, ili možda 20

ili 30 procenata.

Ali zapamtite,

mi zaista živimo u dobu čuda.

Srećni smo što živimo danas.
Srećni što možemo da vidimo ove stvari.

Srećni smo što možemo da komuniciramo
sa ljudima kao što su oni

koji prave sve u ovoj prostoriji.

Zato hvala vam svima,
na svemu što radite.

(Aplauz)