Нещо, дето ме накара да си помисля: какво ще стане, ако можем да програмираме клетки с лъч светлина?

Има една организация

Департаментът по отбрана на САЩ има изследователско крило, познато като DARPA. Тези хора имат навика да сънуват технологии, дето звучат като чиста научна фантастика. (Между другото, те на практика измислиха интернет, така че нямат навика да се провалят.)

Ами, току-що обявиха нещо ново. И е едно от най-лудите неща, които съм чувал наскоро.

Представи си следното: какво ще стане, ако можеш да препрограмираш жива клетка само като я осветиш с определена светлина?

Без инжекции. Без химикали. Само... светлина.

Какво точно правят?

DARPA пусна програма, наречена „генеративна оптогенетика" — или GO, за по-кратко. Целта е да създадат нещо като миниатюрен генетичен „принтер" в самите клетки. Учените го наричат нуклеинова киселина компилатор (NAC).

Замисли се за това.

Вътре във всяка клетка би имало молекулярна машина, която приема инструкции, кодирани в светлина, и на практика изгражда нов генетичен материал въз основа на тези инструкции. ДНК и РНК са всъщност просто ръководства за клетката какво да прави. Обикновено еволюцията пише тези инструкции в продължение на милиони години. Тази програма иска да позволи на учените да пишат нови глави в реално време.

Как би проработило?

Учените идентифицират генетична последователност — да речем, такава, която кара клетката да произвежда конкретен протеин. Кодират тази последователност в модел на светлина. Насочват светлината към специално проектирана клетка с NAC-а. NAC-ът прочита модела и сглобява съответната РНК или ДНК верига. И тогава — ето го готиното — клетката започва да следва новите инструкции, сякаш това е напълно естествено.

Без игли. Без химикали. Само фотони свършват цялата работа.

Защо изобщо ни трябва това?

Нека ти обясня защо DARPA изобщо се занимава с това.

Понастоящем, ако искаш да инженерстваш клетка да прави нещо ново, процесът е доста сложен. Проектираш генетичната последователност на компютър, после я произвеждаш химически — а това си е доста мръсна химия, която не е практична извън специализирани лаборатории. След това трябва да доставиш този генетичен материал в клетките физически. И това си е цяло предизвикателство само по себе си.

GO потенциално може да прескочи всичко това. Ако проработи, теоретично би могъл да препрограмираш клетки дистанционно, само като осветяваш кодирана светлина върху тях.

DARPA вижда приложения навсякъде — от персонализирана медицина до подобряване на способностите на войници, земеделие и дори космически изследвания. Имам предвид, ако можеш да изпратиш генетични „кръпки" до клетките на астронавти с помощта на светлина... това е нещото, дето става за страхотна научна фантастика и, изглежда, за DARPA предложения.

Добре де, трябва ли да се притесняваме?

Ето къде трябва да си сложа шапката на човек, дето се замисля.

Тази технология по същество улеснява писането на генетичен код. И не ми трябва да ти казвам, че генетичният код е мощен — той е разликата между вирус и ваксина, между вредоносен организъм и полезен.

Самата DARPA признава рисковете. В техни документи се споменават „умишлена злоупотреба, като синтезиране на заплашителни агенти" и „непредвидени последици като производство на вредни странични продукти." Това е Пентагонски език за „това може да бъде използвано за създаване на биологични оръжия" и „може случайно да създадем нещо неприятно."

Ясно е, че всяка мощна технология има този проблем с двойната употреба. Огънят може да те стопли или да изгори гори. Същото знание, което ни помага да лекуваме болести, в грешни ръце може да помогне за създаването им. Това не означава, че трябва да спрем изследванията — означава, че трябва да бъдем много, много внимателни как напредваме.

Дори възможно ли е това?

Скептикът в мен иска да отбележи, че DARPA има история на обявяване на амбициозни проекти, които не винаги се осъществяват по план. (Помниш ли кога щяха да строят „самолет, който сменя формата си"?)

Но учените манипулират генетичен материал от десетилетия. Клетки, контролирани от човешки проектирана ДНК, съществуват от повече от 15 години. РНК ваксините (които станаха много известни наскоро) работят като доставят генетични инструкции до клетките. Така че основната наука не е научна фантастика — тя се основава на десетилетия работа.

Това, което прави GO различно, е амбицията да прави това дистанционно, с помощта на светлина. Тази част е генуинно спекулативна. Никой не знае точно как да построи работещ нуклеинов компилатор, който да работи вътре в клетка и да реагира на светлинни модели. Но това е по принцип цялата работа на DARPA — финансират изследвания, които са „точно на ръба на осъществимото".

Какво мисля аз

Намирам се еднакво развълнуван и предпазлив относно тази новина.

От една страна, потенциалните медицински приложения са колосални. Ако можем точно да доставяме генетични инструкции до конкретни клетки с помощта на светлина, бихме могли потенциално да лекуваме генетични заболявания, да създаваме целенасочени лечения на рак, или да помагаме на телата ни да се борят по-ефективно с патогени. Това е наистина невероятно.

От друга страна, двойната употреба на тази технология е притеснителна. И когато военните финансират изследвания за програмиране на живи клетки, мисля, че заслужаваме сериозен публичен разговор за надзор и безопасност.

Едно нещо знам със сигурност: живеем в ера, в която биологията все повече става инженерна дисциплина. Границите между „живо" и „проектирано" се размиват. Дали това ще бъде нашето спасение или нивата ни, вероятно зависи от това колко мъдро се справяме с технологии като тази.

Едно нещо е сигурно — ще следя тази история отблизо.