DARPA yangi loyihasi: yorug'lik bilan hujayrani qayta dasturlash

Sizga shunday narsa haqida aytmoqchiman — miyamning eng yoqimli tarzda "qattiq" ishlashiga sabab bo'lgan bir texnologiya.

Qo'shma Shtatlar Mudofaa vazirligining tadqiqot bo'limi — DARPA — odatda ilm-fan sargiysarligiga o'xshaydigan texnologiyalarni o'ylab topadi. (Internetni ham ular ixtiro qilgan, shunchaki bosim.) Va yaqinda ular yana bir yangi narsa e'lon qildi. Bu haqiqatan ham g'alati loyiha.

Keling, shunday tasavvur qiling: tirik hujayrani faqat yorug'lik nurini yo'naltirib, qayta dasturlashingiz mumkin.

Hech qanday inyektsiya yo'q. Kimyoviy moddalar yo'q. Faqat... yorug'lik.

Asosiy g'oya

Mana nima bo'lyapti: DARPA "generativ optogenetika" dasturini ishga tushirdi (qisqacha GO deb ataydilar, chunki ular qisqartmalarni yaxshi ko'radilar). Maqsad — har bir hujayra ichida kichkina genetik "printer" yaratish. Buni "nuklein kislota kompilyatori" deb ataydilar.

Bir daqiqa o'ylab ko'ring. Har bir hujayra ichida molekulyar mashina bo'lar edi — u yorug'likda kodlangan ko'rsatmalarni o'qiydi va shu ko'rsatmalar asosida yangi genetik material yaratadi.

Aslida, DNK va RNK — bu hujayraning ko'rsatmalari qo'llanmasi. Oddiy holatda, evolyutsiya bu ko'rsatmalarni millionlab yillar davomida yozadi. Bu dastur olimlarga yangi boblarni real vaqtda yozish imkonini beradi.

Jarayon shunday ishlaydi: olimlar kerakli genetik ketma-ketlikni aniqlaydilar (masalan, hujayrani maxsus oqsil ishlab chiqaradigan qiladigan yoki boshqa foydali ish qiladigan). Shu ketma-ketlikni yorug'lik naqshiga aylantiradilar. Shu naqshni maxsus yasalgan hujayraga — NAC o'rnatilgan hujayraga — yo'naltiradilar. NAC yorug'lik naqshini o'qiydi va mos keladigan RNK yoki DNK zanjirini yig'adi. Va nihoyat — bu yerda qiziq qismi — hujayra yangi ko'rsatmalarni tabiiydek bajara boshlaydi.

Igna yo'q. Kimyoviy moddalar yo'q. Faqat fotonlar ishni bajaradi.

Bu nima uchun muhim?

DARPA nega bunga qiziqayotganini tushuntiraman.

Hozirgi kunda hujayrani yangi ish qilishga "o'rgatmoqchi" bo'lsangiz, jarayon murakkab. Kompyuterda genetik ketma-ketlikni loyihalaysiz, keyin uni kimyoviy usulda sintez qilasiz — bu maxsus laboratoriyalardan tashqarida amalda qo'llab bo'lmaydigan murakkab kimyo. So'ngra bu genetik materialni hujayralarga yetkazishingiz kerak — bu alohida muammo.

GO bularning barchasini chetlab o'tish imkoniyatini beradi. Agar muvaffaqiyatli bo'lsa, hujayralarni masofadan, faqat kodlangan yorug'lik bilan qayta dasturlashingiz mumkin. DARPA bu texnologiyani shaxsiylashtirilgan tibbiyotdan tortib harbiy qo'llanmalargacha, qishloq xo'jaligi va hatto kosmik tadqiqotlargacha ishlatish mumkin, deb hisoblaydi.

Agar astronavtlarning hujayralariga yorug'lik orqali genetik "yamoqlar" yuborish mumkin bo'lsa... Bu ilmiy fantastikaga mos, lekin shu bilan birga DARPA takliflarida ham bor.

Yoki biz xavotirda bo'lmasak bo'lmaymi?

Bu yerda ehtiyot bo'lish kerak, deb o'ylayman.

Bu texnologiya aslida genetik kod yozishni osonlashtiradi. Genetik kod kuchli — bu virus bilan vaktsina o'rtasidagi, zararli organizm bilan foydali organizm o'rtasidagi farq. DARPA o'zi xavflarni tan oladi. Hujjatlarida "yo'naltirilgan noto'g'ri foydalanish, masalan, xavfli agentlarni sintez qilish" va "kutilmagan oqibatlar, masalan, zararli mahsulotlar ishlab chiqarish" haqida yozilgan. Bu Pentagon tilida "bu biologik qurollar yaratish uchun ishlatilishi mumkin" va "biz bejohn qandaydir yomon narsa yaratib qo'yishimiz mumkin" degani.

Aniq qilib aytganda, har qanday kuchli texnologiyada bu "ikki tomonlama foydalanish" muammosi bor. Olov sizni isitishi ham, o'rmonni yoqib yuborishi ham mumkin. Bizga kasalliklarni davolashda yordam beradigan bilim, noto'g'ri qo'llarda kasalliklar yaratishda ham yordam berishi mumkin. Bu tadqiqotni to'xtatish kerak degani emas — bu texnologiyani qanday rivojlantirish haqida chuqur o'ylash kerak, xolos.

Bu umuman mumkinmi?

Skeptik tomonim menga aytadiki, DARPA haddan tashqari ambitsiyali loyihalarni e'lon qiladi, ammo ular har doim rejalarga muvofiq amalga oshmaydi. (Xotirlaysizmi, ular "shakli o'zgaruvchi" samolyot qurishni rejalashtirganda?)

Ammo olimlar aslida genetik materialni o'nlab yillardir manipulyatsiya qilib kelmoqdalar. Inson tomonidan loyihalangan DNK bilan boshqariladigan hujayralar 15 yildan oshiq vaqt davomida mavjud. RNK vaktsinalar (yaqinda mashhur bo'lgan) genetik ko'rsatmalarni hujayralarga yetkazish orqali ishlaydi. Shunday qilib, asosiy fan ilmiy fantastika emas — bu o'nlab yillik ishning ustiga qurilgan.

GO'ni boshqacha qiladigan narsa — bu yorug'likdan foydalangan holda masofadan buni qilish ambitsiyasi. Bu qism haqiqatan ham taxminiy. Hech kim aniq qilib NAC'ni qanday qurishni bilmaydi — u hujayra ichida ishlashi va yorug'lik naqshlariga javob berishi kerak. Ammo bu DARPA'ning asl maqsadi — ular "imkoniyat chekkasida" bo'lgan tadqiqotlarni moliyalashtiradi.

Mening fikrim

Bu e'lon haqida bir vaqtning o'zida hayratda va ehtiyot bo'lishim kerak.

Bir tomondan, faqat tibbiyotdagi imkoniyatlar hayqirishga arzimaydi. Aniq hujayralarga yorug'lik yordamida genetik ko'rsatmalarni yetkaza olsak, genetik kasalliklarni davolash, maqsadli saraton davolari yaratish yoki organizmimizga patogenlar bilan samarali kurashishga yordam berish mumkin. Bu haqiqatan ajoyib.

Ikkinchi tomondan, bu texnologiyarning ikki tomonlama foydalanish xususiyati tashvishlanishga arzimaydi. Va harbiy bo'linma tirik hujayralarni dasturlash tadqiqotini moliyalashtirayotganda, nazorat va xavfsizlik haqida keng jamoaviy muloqotga loyiq, deb hisoblayman.

Bitta narsa aniq: biz biologiyasi tobora muhandislik sohasiga aylanayotgan davrda yashayapmiz. "Tirik" va "loyihalangan" o'rtasidagi chiziq loyqalashmoqda. Bu bizning najotimizmi yoki qulashimizmi, ehtimol bu texnologiyani qanchalik donaona boshqarishimizga bog'liq.

Bir narsa aniq — bu voqeani yaqindan kuzatib boraman.