Toen ik hoorde wat DARPA nu weer van plan is, moest ik even gaan zitten

Laat me jullie iets vertellen dat mijn hersenen in de beste zin van het woord heeft laten kraken.

De Amerikaanse defensie heeft een onderzoeksafdeling die DARPA heet, en die lui hebben de vervelende gewoonte om technologieën te bedenken die klinken alsof ze rechtstreeks uit een sciencefictionfilm komen. (Ze hebben in wezen het internet uitgevonden, dus geen druk.) Nou, ze hebben net iets nieuws aangekondigd, en eerlijk? Het is één van de gekste dingen die ik in lange tijd heb gehoord.

Stel je voor: je kunt een levende cel opnieuw programmeren door er gewoon licht op te schijnen.

Geen injecties. Geen chemicaliën. Gewoon... licht.

Het Basisidee

Hier is wat er aan de hand is: DARPA is een programma gestart dat ze "generatieve optogenetica" noemen (ze zijn dol op afkortingen, dus het heet simpelweg GO). Het doel? Een minuscuul genetisch "printertje" maken dat ín individuele cellen woont — een zogeheten nucleic acid compiler, oftewel NAC.

Laat dat even bezinken. In elke cel zou je straks een moleculaire machine kunnen hebben die instructies kan lezen die in licht zijn gecodeerd, en op basis daarvan letterlijk nieuw genetisch materiaal kan bouwen. DNA en RNA zijn uiteindelijk niet meer dan instructiehandleidingen voor cellen. Normaal gesproken schrijft evolutie die instructies over miljoenen jaren. Dit programma wil wetenschappers de mogelijkheid geven om in real-time nieuwe hoofdstukken toe te voegen.

Zo zou het proces werken: onderzoekers identificeren een genetische sequentie die ze willen (misschien eentje die een cel een specifiek eiwit laat produceren, of iets nuttigs laat doen). Die sequentie coderen ze in een lichtpatroon. Dat licht richten ze op een speciaal ontworpen cel die de NAC bevat. De NAC leest het lichtpatroon en bouwt de bijbehorende RNA- of DNA-streng. En hier komt het mooie: de cel begint die nieuwe instructies te volgen alsof het volkomen natuurlijk is.

Geen naalden. Geen chemicaliën. Gewoon fotonen die het zware werk doen.

Waarom Is Dit Belangrijk?

Laat me uitleggen waarom DARPA hier überhaupt in geïnteresseerd is.

Op dit moment, als je een cel iets nieuws wilt laten doen, heb je een flink proces. Je ontwerpt een genetische sequentie op een computer, dan moet je die chemisch laten maken — wat nogal vervelende scheikunde inhoudt die niet praktisch is om buiten gespecialiseerde labs te doen. En dan moet je dat genetische materiaal ook nog fysiek in cellen krijgen, wat zijn eigen uitdaging is.

GO zou dat allemaal kunnen omzeilen. Als het werkt, zou je in theorie cellen op afstand kunnen reprogrammeren, gewoon door gecodeerd licht op ze te schijnen. DARPA ziet toepassingen van gepersonaliseerde medicijnen tot het verbeteren van soldaatprestaties, van landbouw tot zelfs ruimtevaart. Stel je voor: genetische "patches" naar de cellen van astronauten sturen met behulp van licht... Dat is het soort materiaal waar geweldige sci-fi van gemaakt wordt, en blijkbaar ook DARPA-voorstellen.

Moeten We Ons Zorgen Maken?

Hier moet ik even mijn voorzichtige pet opzetten.

Deze technologie draait in essentie om het makkelijker maken om genetische code te schrijven. En ik hoef jullie niet te vertellen dat genetische code krachtig is — het is het verschil tussen een virus en een vaccin, tussen een schadelijk organisme en een nuttig.

DARPA erkent zelf de risico's. In hun eigen documenten staat "opzettelijke misbruik, zoals de synthese van dreigingsagentia" en "onbedoelde gevolgen zoals de productie van schadelijke bijproducten." Dat is Pentagon-taal voor "dit kan gebruikt worden om biologische wapens te maken" en "we zouden per ongeluk iets akeligs kunnen maken."

Om duidelijk te zijn: elke krachtige technologie heeft dit dual-use probleem. Vuur kan je warm houden of bossen platbranden. Dezelfde kennis die ons helpt ziektes te genezen kan in de verkeerde handen ook helpen om ze te maken. Dit betekent niet dat we moeten stoppen met onderzoeken — het betekent dat we heel, heel nadenkend moeten zijn over hoe dit verder gaat.

Is Dit Overhaupt Mogelijk?

De cynicus in mij wil wijzen op het feit dat DARPA een track record heeft van het aankondigen van ambitieuze projecten die niet altijd op schema uitkomen. (Weet je nog dat ze een "morphing" vliegtuig gingen bouwen?)

Maar scientists werken al decennia aan het manipuleren van genetisch materiaal. We hebben cellen die door mensen ontworpen DNA volgen al meer dan 15 jaar. RNA-vaccins (die de laatste tijd nogal beroemd zijn geworden) werken door genetische instructies naar cellen te sturen. Dus de onderliggende wetenschap is geen sciencefiction — het bouwt voort op decennia werk.

Wat GO anders maakt, is de ambitie om dit op afstand te doen, met licht. Dat deel is oprecht speculatief. Niemand weet precies hoe je een werkende nucleic acid compiler moet bouwen die in een cel kan werken en reageert op lichtpatronen. Maar dat is eigenlijk wel wat DARPA doet — ze financieren onderzoek dat "net op de grens van haalbaar" zit.

Mijn Mening

Ik betrap mezelf erop dat ik me evenveel zorgen maak als opgewonden raak door dit nieuws.

Aan de ene kant zijn de potentiële medische toepassingen alleen al adembenemend. Als we genetische instructies precies zouden kunnen afleveren bij specifieke cellen met behulp van licht, kunnen we in theorie genetische ziektes genezen, gerichte kankerbehandelingen maken, of ons lichaam helpen ziekteverwekkers effectiever te bestrijden. Dat is oprecht geweldig.

Aan de andere kant baart de dual-use aard van deze technologie me zorgen. En wanneer het leger onderzoek financiert naar het programmeren van levende cellen, denk ik dat we een robuust publiek gesprek verdienen over toezicht en veiligheid.

Wat ik wel weet: we leven in een tijdperk waarin biologie steeds meer een technische discipline wordt. De grenzen tussen "levend" en "ontworpen" vervagen. Of dat ons heil of onze ondergang wordt, hangt waarschijnlijk af van hoe wijs we omgaan met technologieën zoals deze.

Eén ding is zeker — ik houd dit verhaal in de gaten.