Walaupun teknologi sahaja belum berkembang secepat yang kita mahukan, kita sekarang berada di persimpangan jalan di mana kita harus meneroka penumpuan teknologi. Bagaimana apa yang berlaku dalam robotik ditentukan oleh apa yang berlaku dalam bidang percetakan 3D? Apa yang dapat dicapai dengan menerapkan kemajuan terkini dalam pengkomputeran kuantum ke nanoteknologi? Di antara semua garis ini, terdapat satu persimpangan yang sangat ingin tahu: kecerdasan buatan dan genomik. Setiap bidang ini membuat kemajuan yang mantap, tetapi Jamie Metzel percaya bahawa penumpuan mereka akan membawa kita lebih dekat ke wilayah yang belum diterokai yang kita impikan untuk membaca fiksyen sains. "Tarik perang akan bermula, dan akan menjadi persaingan antara realiti biologi kita, dengan batasan yang ada dan ruang lingkup aspirasi kita," katanya.
Metzel adalah rakan kanan di Atlantic Council. Minggu lalu dia membincangkan pemikirannya mengenai genomik dan AI, dan ke mana penumpuan mereka akan membawa kita.
Kehidupan yang biasa kita lakukan
Metzel menjelaskan bahawa genomik sebagai bidang telah berkembang dengan perlahan - tetapi mendapat momentum dengan cepat. Pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick mengenal pasti struktur heliks ganda DNA dan menyedari bahawa susunan pasangan asas mengandungi harta karun maklumat genetik. Itu adalah buku kehidupan, kita menjumpainya.
Pada tahun 2003, ketika Projek Genom Manusia selesai (setelah 13 tahun dan $ 2.7 bilion dibelanjakan), kami mengetahui bahawa genom terdiri daripada 3 bilion pasangan asas dan lokasi gen tertentu pada kromosom kami. Buku Kehidupan tidak hanya wujud - ia boleh dibaca.
Lima belas tahun kemudian - pada tahun 2018 - kami telah menguasai kemahiran mengedit gen tumbuhan, haiwan dan manusia dengan tepat. Semuanya berubah dengan pantas dan mendorong kita ke sempadan baru. Lupakan membaca buku kehidupan - kita belajar menulisnya.
"Baca, tulis dan peretasan - jelas bahawa manusia hanyalah bentuk teknologi maklumat yang lain, dan sama seperti teknologi maklumat kita telah memasuki kurva penemuan eksponensial, begitu juga kita akan memasuki diri kita sendiri," kata Metzel. "Dan itu bersilang dengan revolusi AI."
Video promosi:
Pembelajaran Mesin Life Science Plus
Pada tahun 2016, program DeepMind's AlphaGo mengalahkan pemain go terbaik dunia. Pada tahun 2017, AlphaGo Zero muncul: tidak seperti AlphaGo, AlphaGo Zero tidak belajar dari permainan go sebelumnya, tetapi hanya mempelajari peraturan permainan go - dan mengalahkan program AlphaGo dalam empat hari.
Biologi kita sendiri tentunya jauh lebih kompleks daripada permainan Go, dan dari situlah kita harus bermula. "Sistem biologi kita sendiri yang ingin kita fahami sangat besar, tetapi yang lebih penting, dapat difahami."
Ikuti peraturan standard biologi kami, data genom - dan, pada akhirnya, anda mungkin melebihi alam itu sendiri.
Banyak negara sudah mula menghasilkan data tersebut. Perkhidmatan Kesihatan Nasional Britain baru-baru ini mengumumkan rancangan untuk menguraikan genom lima juta rakyat Britain dalam tempoh lima tahun akan datang. Di Amerika Syarikat, program penyelidikan Semua Kita merangkumi sejuta orang Amerika. China lebih agresif dalam mengurutkan penduduknya dan mempunyai tujuan untuk mengurutkan separuh daripada semua bayi yang baru lahir pada tahun 2020.
"Kami akan memiliki banyak kumpulan data genom yang diuraikan," kata Metzel. "Penemuan sebenar akan datang dari membandingkan genom orang yang berurutan dengan rekod perubatan elektronik mereka, dan akhirnya dengan catatan hidup mereka."
Membuat orang berkongsi data mereka secara sukarela adalah perkara lain. Tetapi di sinilah kurangnya perlindungan privasi yang kuat di China dapat menjadi kelebihan yang signifikan.
Untuk membandingkan genotip dan fenotip pada skala - berjuta-juta pertama, kemudian ratusan juta, kemudian berbilion - menurut Metzel, kita akan memerlukan kepintaran buatan dan alat analisis data besar, serta algoritma yang jauh lebih unggul daripada yang kita ketahui. Alat-alat ini akan membolehkan kita beralih dari ubat ketepatan ke ubat ramalan, sehingga kita tahu dengan tepat di mana dan kapan penyakit yang berlainan siap terjadi, dan menghentikan kejadiannya.
Tetapi apabila kita membuka genetik kita sendiri, ia bukan sahaja dan tidak begitu banyak penjagaan kesihatan. Pada akhirnya, ini mengenai siapa dan siapa kita - orang. Ini mengenai identiti.
Anak-anak pereka dan anak-anak mereka
Menurut Metzel, aplikasi pengetahuan genomik kita yang paling serius adalah dalam pembiakan embrio.
Pada masa ini, prosedur persenyawaan in vitro (IVF) membolehkan anda mengekstrak kira-kira 15 telur, menyuburkannya, dan kemudian menjalankan ujian genetik sebelum implantasi; pada masa ini, anda dapat mengetahui penyakit apa yang berkaitan dengan mutasi satu gen, dan ciri mudah seperti warna rambut atau mata. Apabila kita mencapai berjuta-juta, dan kemudian berbilion-bilion orang dengan genom yang diuraikan, kita dapat memperoleh gambaran tentang bagaimana skala genetik berfungsi, dan kita dapat membuat pilihan yang lebih bijak.
Bayangkan anda mengunjungi klinik kesuburan pada tahun 2023. Anda memberikan sekeping kulit atau sampel darah, dan melalui penggunaan gametogenesis in-vitro (IVG), kulit atau sel darah anda menjadi telur atau sperma, walaupun anda tidak subur, yang kemudian dapat digabungkan menjadi embrio. Puluhan ratusan embrio yang dihasilkan dari gamet tiruan menyumbangkan beberapa sel, setelah itu sel-sel ini diurutkan. Urutan gen memberitahu anda tentang kemungkinan ciri dan penyakit tertentu. "Apabila asas genetik ada di mana-mana, kita akan dapat memahami dengan ketepatan yang semakin tinggi betapa sihatnya seorang anak akan tumbuh."
Ini, menurutnya, boleh membawa kepada akibat yang menakutkan dan menakutkan: jika anda mengambil 1000 telur dan memilihnya dengan urutan genetik yang optimum, anda kemudian boleh "mengahwini" embrio anda dengan orang lain yang telah melakukan perkara serupa pada garis genetik yang berbeza. "Embrio berusia 5 hari dan embrio berusia 5 hari yang asing akan melahirkan bayi dalam proses IVG," kata Metzel. "Kemudian bayi itu akan mempunyai bayi dengan embrio berusia lima hari lagi dari keturunan genetik yang berbeza, dan anda boleh teruskan."
Kedengarannya gila, bukan? Tapi tunggu, itu sahaja. Seperti yang dijelaskan Jason Pontin pada Wired tahun ini, “teknologi penyuntingan gen seperti CRISPR-Cas9 akan memudahkannya memperbaiki, menambah, atau membuang gen semasa IVG, menghilangkan penyakit atau membuat peningkatan yang melancarkan seluruh genom seorang anak. Semua ini mungkin terdengar seperti fiksyen ilmiah, tetapi bagi mereka yang mengikuti penyelidikan, gabungan pengeditan gen dan IVG nampaknya lebih dari sekadar kemungkinan - perkembangan yang tidak dapat dielakkan."
Semua yang gila adalah sederhana
Setelah menginjak lereng penyuntingan gen dan kawin embrio, kita akan memulakan perlumbaan dystopian untuk mencipta manusia yang sempurna. Sekiranya seseorang meluangkan banyak waktu dan usaha untuk memilih embrio mereka, Metzel bertanya, bagaimana dia akan memilih pasangan perkahwinan untuk anak-anaknya? IVG akan membolehkannya mempercepat evolusi.
"Kita semua harus menjadi bagian dari dialog global yang inklusif, terintegrasi tentang masa depan spesies kita," kata Metzel. "Profesional kesihatan akan menjadi node penting dalam hal ini." Akhir sekali, dialog ini boleh membangkitkan isu akses kepada teknologi seperti IVG; Haruskah kita mengambil beberapa langkah agar IVG tidak berubah menjadi alat untuk minoriti yang kaya menjadi alat untuk minoriti yang lebih kaya dan lebih banyak, sehingga menggegarkan ketidaksamaan dan seterusnya mempolarisasi masyarakat?
Seperti yang dinyatakan oleh Pontin, 40 tahun yang lalu, IVG juga menimbulkan ketakutan, kekeliruan dan ketahanan - dan hari ini persenyawaan in vitro adalah normal dan meluas seperti berjuta-juta bayi sihat yang diciptakan menggunakan teknologi ini.
Ilya Khel
