Teleportator biologi pertama terletak di makmal Synthetic Genomics Inc. (SGI), terletak di tingkat bawah sebuah bangunan di San Diego, dan kelihatan seperti troli peralatan besar.
Pada hakikatnya, peranti ini adalah kumpulan mesin kecil dan robot makmal - disambungkan bersama, mereka membentuk satu peranti besar. Ia mampu melakukan sesuatu yang belum pernah terjadi sebelumnya, iaitu menghantar kod digital untuk mencetak virus.
Dalam satu siri eksperimen yang memasuki fasa terakhir tahun lalu, para saintis SGI mengirimkan sekumpulan petunjuk genetik dari tempat lain di bangunan untuk mereplikasi DNA secara automatik dari virus selesema biasa. Dengan cara yang sama, mereka membuat bakteriofag berfungsi (virus yang menjangkiti bakteria).
Walaupun ini bukan kali pertama virus dibuat dari bahagian DNA, ini adalah kali pertama virus dibuat dalam mod automatik, tanpa operasi manual.
Peranti itu, yang dijuluki "penukar digital ke biologi", diperagakan pada bulan Mei. Sejauh ini, ini hanya prototaip, tetapi di masa depan, alat seperti itu dapat memindahkan maklumat biologi dari laman wabak secara langsung kepada pengeluar vaksin atau "mencetak" ubat yang diperibadikan berdasarkan permintaan langsung di lokasi pesakit.
"Selama satu dekad, kami bermimpi dapat membuat faks bentuk kehidupan," kata Juan Henriquez dari Excel Ventus, sebuah firma modal teroka yang telah melabur dalam SGI. Dia membayangkan revolusi industri baru berdasarkan "penukar digital-biologi" dengan skala yang sama seperti revolusi yang pernah dihasilkan oleh pemetik kapas.
Craig Venter, ahli biologi pembangkang yang mengasaskan Synthetic Genomics pada tahun 2005 (walaupun dia tidak lagi mengambil bahagian dalam aktiviti hariannya), menunjukkan kemungkinan penyebaran bentuk kehidupan antara planet.
"Dia membincangkannya dengan Elon Musk," kata Dan Gibson, naib presiden teknologi DNA SGI.
Video promosi:
Virus influenza
Tidak seperti Craig Venter, yang terkenal dengan pernyataan besar dan rancangan bercita-cita tinggi, Gibson terkenal di kalangan ahli biologi kerana penglibatannya dalam Perhimpunan Gibson - reaksi yang menggabungkan sekeping kecil DNA yang diperoleh di makmal menjadi gen yang lebih besar.
Pencetak DNA komersial SGX's BioXP 3200 berada di tengah-tengah penukar digital-ke-biologi. Apabila Gibson, di pejabat, menghantar mesej ke penukar, ia mula berfungsi menggunakan bahan kimia pra-muat. Kami akan menghantar mesej seperti itu dari mana sahaja.
Pada akhir Mei, pasukan Gibson mengungkap bagaimana mereka menggunakan pencetak untuk membuat DNA, RNA, protein dan virus "secara automatik dari urutan DNA yang dihantar secara digital tanpa campur tangan manusia."
Kerja penukar digital-ke-biologi bermula pada tahun 2013, ketika SGI dan pengeluar ubat Novartis melakukan ujian untuk melihat apakah data dari wabak influenza dapat digunakan untuk membuat virus benih yang cepat digunakan dalam pengeluaran vaksin.
Peluang pengesahan datang pada bulan Mac tahun itu, ketika orang China mengumumkan wabak virus influenza H7N9 dan membuat urutan DNAnya tersedia untuk umum. (H dan N dalam nama jenis flu merujuk kepada hemagglutinin dan neuraminidase, protein pada lapisan luar virus yang dikenali oleh sistem kekebalan tubuh manusia.) selesema burung H7N9. Oleh itu, kami berpeluang mendapatkan urutan DNA dengan cepat."
Dua hari kemudian, tanpa akses ke sampel, dengan urutan digital sahaja, SGI mensintesis gen protein H dan N pada pencetak DNA. Jalur DNA ini dihantar ke Novartis, di mana mereka mencipta strain virus yang mengandungi maklumat genetik baru untuk pengeluaran vaksin-vaksin. Pada masa itulah idea penukar digital-ke-biologi menjadi kenyataan, kata Gibson. "Saya berkata, bisakah kita mengumpulkan semuanya dalam satu kotak?" Dia ingat.
Gibson berharap dapat membina perniagaan yang menguntungkan dengan peranti tersebut. "Bayangkan," katanya, "bahawa Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit Berjangkit di Atlanta menguraikan maklumat genetik untuk antibodi terhadap penyakit seperti Ebola, yang mengancam wabak. Kod ini boleh dihantar ke penukar di seluruh dunia dan pengeluaran penawar dapat dimulakan. Saya percaya ia akan dapat dilakukan dalam masa terdekat."
Masalah ralat
Sungguh luar biasa kemampuan memprogram kehidupan dan menyebarkannya dari jauh, kegunaan teleportasi biologi tetap menjadi perbahasan. Membangun sebilangan kecil virus benih adalah penting, tetapi hanya satu langkah untuk menghasilkan vaksin dalam jumlah yang nyata untuk seluruh negara. Virus yang dilemahkan yang dijumpai dalam suntikan selesema mesti ditanam dalam triliunan telur ayam - proses yang dirancang dengan teliti yang memerlukan masa enam bulan.
"Jalur DNA yang dihasilkan oleh penukar SGI masih terdedah kepada ralat atau mutasi rawak. Mutasi ini akan sangat tinggi … untuk pengeluaran vaksin atau ubat-ubatan, "tulis David Evans, seorang ahli virologi di University of Alberta.
Namun, menurut Evans, "Walaupun ada sedikit kebaruan dalam setiap langkah, langkah-langkah yang disatukan untuk menghasilkan DNA berfungsi cukup mengagumkan … Selesaikan masalah ralat dan anda mempunyai alat yang diinginkan semua orang."
Gibson mengatakan bahawa dia mencari jalan keluar untuk masalah ralat dan juga berusaha mengecilkan penukar ke ukuran yang dapat diterima. Kini peranti ini menggunakan jumlah kereta Fiat 500.
Panspermia
SGI belum "hidup bercetak" - kebanyakan ahli biologi tidak menganggap virus itu masih hidup. Tetapi syarikat boleh menghampiri ini. Pada tahun 2016, SGI mengumumkan penciptaan "sel minimum", bakteria dengan genom terkecil dari semua, yang dapat berfungsi sebagai pita kaset untuk merakam petunjuk genetik baru. Oleh kerana "sel minimum adalah bentuk kehidupan yang paling sederhana," kata Gibson, adalah logik untuk mencetaknya.
Beberapa penyokong SGI, termasuk Craig Venter, menjelaskan bahawa tahap akhir untuk DNA pencetak adalah pemindahan bentuk kehidupan antara planet. Dalam senario yang dicadangkan, sebuah mesin - pencipta helai DNA dari serpihan - boleh dihantar ke Mars untuk mendapatkan kod genetik apa-apa hidup - atau dekat dengannya - bentuk.
Data ini kemudian dapat dikirim ke penukar di Bumi yang akan merekonstruksi bentuk kehidupan makhluk asing, mungkin di makmal keselamatan tinggi. Sekumpulan pekerja SGI bekerja sebentar dengan saintis NASA di Gurun Mojave pada tahun 2013, menguji pelbagai aspek teori. "Kami memuatkan bas dengan semua yang kami perlukan, mengasingkan beberapa sampel dan menyusunnya," kata Gibson.
Menghantar maklumat mengenai kehidupan ke angkasa mungkin lebih menarik. Satu teori mengenai asal usul kehidupan di Bumi, yang dikenal sebagai panspermia, adalah bahawa kehidupan dibawa oleh seorang meteorit atau komet. Menghantar penukar biologi ke angkasa akan menjadi semacam "bayaran balik" dari manusia, kata Juan Enriquez, dengan menyebarkan kehidupan.
"Saya ingin melakukan sesuatu di luar dunia ini - kirim perkara seperti itu ke Marikh dan mencetak bahan bakar, atau mencetak sebahagian atmosfer, atau nutrien," katanya.
Ini menimbulkan persoalan bentuk kehidupan mana atau urutan genetik mana yang harus dihantar terlebih dahulu. Craig Venter secara diam-diam menggunakan DNAnya sendiri untuk urutan genom manusia pertama, yang diterbitkan pada tahun 2003.
Ketika ditanya apakah Venter akan menghasilkan semula genomnya di planet lain, Gibson dan Enriquez menjawab sama: "Tidak ada komen."
Vadim Tarabarko
