Как биотехнологии делают научную фантастику реальностью
Привет. От генной инженерии до синтетической пищи и бессмертия - сегодня биотехнология удивительно близка к воссозданию научной фантастики в реальной жизни.
Научная фантастика всегда на шаг впереди реальной науки. Она рассказывала о космических путешествиях, беспроводной связи и виртуальной реальности, прежде чем они появились. Фактически, научно-фантастический язык создал некоторые научные термины, которые в настоящее время широко используются, такие как робот, скафандр или космонавт.
Этот жанр действительно может быть полезным инструментом для изучения последствий и этики новых технологий прежде их появления. Поскольку в последние несколько лет область биотехнологии развивается огромными скачками, интересно будет провести исследование, насколько близка биотехнология к достижению самых смелых фантастических представлений и что это может означать для нас.
Генная инженерия
От научно-фантастических романов до видеоигр и крупных франшиз, таких как «Звездные войны» и «Звездный путь», генная инженерия - это повторяющаяся тема многих историй научной фантастики. То, что когда-то начиналось с безумной мечты о возможности контролировать все характеристики живого существа, от растений до животных и людей, теперь становится ближе к реальности, чем многие могли ожидать.
В случае с зерновыми культурами методы генной инженерии значительно продвинулись вперед, позволяя ученым делать все более и более точные изменения в ДНК без необходимости вносить в них ДНК из других видов - и, следовательно, не классифицируя их с ужасным термином ГМО.
Генная инженерия животных стала обычной практикой у исследований. Лаборатории по всему миру регулярно модифицируют ДНК червей, плодовых мушек, рыбок данио, мышей и многих других животных организмов для репликации и изучения генетических заболеваний. Британская компания Oxitec использует эту технологию для борьбы с инфекционными заболеваниями, вводя в комаров ген, который заставляет их потомство умирать, прежде чем они смогут распространять болезнь. И, для поклонников парка Юрского периода, пару лет назад ученые достигли определенного успеха в генной инженерии цыплят, чтобы создать им динозавро-подобные морды.
Достижения в области инженерии генов человека теперь ближе, чем когда-либо, благодаря разработке технологии CRISPR/Cas9, инструмента для генной инженерии, который делает, возможность модифицировать гены быстрее, проще и дешевле, чем когда-либо. После того, как первые испытания с использованием CRISPR у людей начались в Китае, более года назад, первые человеческие исследования в Европе, как ожидается, начнутся в этом году. Генетические заболевания, такие как серповидноклеточная анемия, гемофилия, кистозный фиброз и мышечная дистрофия, возможно, скоро останутся в прошлом.
Органы по заказу
Отсутствие необходимых органов для удовлетворения огромной потребности в целях трансплантации вдохновило многих ученых-фантастов нарисовать будущее, когда некоторые людей разводят с конкретной целью - предоставления здоровых органов для трансплантации. Наука приближает нас к производству этих органов, но без таких этических проблем, связанных с выращиванием людей для донорства органов.
Появление 3D-печати позволило ученым использовать эту технологию для печати биоматериалов в форме человеческих органов. Простейшие органы и ткани уже можно заменить с помощью этой техники - в 2013 году первый ребенок был спасен от коллапса легких с помощью трехмерной трахеи.
Поскольку основной функцией хряща и кости является поддержка, эти ткани могут быть заменены инертными материалами. Но замена более сложных органов требует наличия клеток. Испанская исследовательская группа разрабатывает 3D-принтер, который может производить кожу человека с использованием био-чернил, который содержит живые клетки.
Следующим шагом вперед является производство более крупных, более сложных органов, таких как сердце или печень. Хотя исследователи продолжают работать над созданием их с нуля в лаборатории, некоторые ученые работают над альтернативным подходом. Используя генную инженерию, они могут создавать свиней с органами, генетический состав которых идентичен человеческому, они могут быть адаптированы для каждого человека, требующего трансплантации.
Продление жизни
Научные фантасты давно размышляли о последствиях бессмертия и о том, будет ли это благословением или проклятием. Хотя бессмертия, безусловно, еще нет, миллиардеры Кремниевой долины, похоже, убеждены, что это далеко не так. Например, Питер Тиль и Сергей Брин, как известно, инвестировали в компании, работающие над технологиями продления жизни.
Но пока мы, или, по крайней мере, те, кто может себе это позволить, продолжают становиться старше, биотехнология также работает над тем, чтобы мы были более здоровыми, когда достигаем возраста 120 лет. Частота развития нейродегенеративных заболеваний и возрастных иммунных расстройств быстро растет вместе с нашей ожидаемой продолжительностью жизни. В тех областях, где традиционная медицина не была достаточно успешной, новые технологии, такие, как генная терапия, могут в конечном итоге обеспечить передовые методы лечения, которые эффективны для прекращения дегенерации нейронов и иммунной системы, а не просто ослабления симптомов.
И специально для тех, кто беспокоится о своей внешности в возрасте ста лет, уже производится антивозрастная косметика на основе бактерий.
Синтетическая еда
Кто из нас не думал, как замечательно было бы иметь машину, которая производит любую пищу, которую вы захотите, просто нажав кнопку? (Или даже если машина считает ваши мысли, чтобы найти то, что вы хотите, как в серии романов «Автостопом по Галактике»).
Это явно невозможно, пока нам необходима корова для получения стейка. Но вскоре животные могут перестать быть частью уравнения в производстве продуктов питания. Выращенное в лаборатории мясо находится прямо за углом, и несколько компаний уже работают над удалением коров, курицы, индейки, тунца, лосося и многих других из процесса производства продуктов питания, что приведет к большим улучшениям окружающей среды. Коровье молоко без коровы еще ближе, при запуске в США компании Perfect Day, которая уже готовится к выпуску первого такого продукта.
Автоматизированная диагностика
С момента, когда научная фантастика ввела термин «робот» в начале 20-х годов, до нашего времени роботы, андроиды и искусственный интеллект стали частью многих аспектов нашей жизни. Медицина определенно не является исключением.
Швейцарская компания Sophia Genetics уже использует искусственный интеллект, чтобы помочь врачам диагностировать широкий спектр заболеваний, читая всю последовательность генома пациента. С участием сотен больниц по всему миру, компания собирает большую базу данных, которая поможет врачам лучше диагностировать сложные болезни, такие как рак.
Тем не менее, некоторые эксперты опасаются, что генетическая диагностика может вызвать определенные этические проблемы. Gattaca - фильм предупреждение - представляет собой мир, где дети регулярно создаются с помощью ЭКО. Машина прогнозирует вероятность каждого из множества заболеваний и состояний здоровья, а также физические характеристики, такие как рост или цвет волос. Это позволяет родителям выбирать ребенка с характеристиками, которые им нравятся больше всего, а люди, которые генетически хуже, подвергаются дискриминации.
Этот тип технологий уже существует, хотя может потребоваться некоторое время, чтобы полностью раскрыть точные прогнозы самых сложных условий и физических атрибутов. Компания 23andme, чьи генетические тесты были в ТОП 5 бестселлеров Amazon, уже предлагает возможность изменения нескольких признаков, компания подала патент на метод отбора доноров спермы и яйцеклеток на основании вероятности того, что ребенок будет иметь множественные генетические признаки, от низкого риска рака, до высокой вероятности появления зеленых глаз.
И хотя научная фантастика всегда изображает действительно удивительные технологии, они часто представляются, как обоюдоострые мечи, которые поднимают и серьезные этические проблемы. Это может быть очень полезно для изучения возможных последствий адаптации новых технологий, но иногда они могут сделать науку и технологии более пугающими, чем это может произойти в реальной жизни. Важно иметь в виду, что большинство этих технологий имеют технические ограничения и будут развиваться достаточно медленно, позволяя ученым и регуляторам работать вместе над дальнейшим их внедрением в жизнь.
Быть информированным и обсуждать возможные преимущества и опасности новых технологий имеет важное значение. Будем надеяться, что наше взаимодействие с наукой избавит нас от самых дистопических предсказаний научно-фантастических романов и фильмов.
