Selvom teknologien alene ikke har udviklet sig så hurtigt, som vi ønskede, befinder vi os nu på en kryds, hvor vi er nødt til at udforske teknologiens konvergens. Hvordan bestemmes det, der sker inden for robotik, af, hvad der sker inden for 3D-udskrivning? Hvad kan opnås ved at anvende de seneste fremskridt inden for kvanteberegning på nanoteknologi? Blandt disse linjer er der et særligt nysgerrig kryds: kunstig intelligens og genomik. Hvert af disse områder gør stadige fremskridt, men Jamie Metzel mener, at det er deres konvergens, der bringer os tættere på de uudforskede territorier, som vi drømte om at læse science fiction.”Dragkampen vil begynde, og det vil være en konkurrence mellem realiteterne i vores biologi med dens indbyggede begrænsninger og omfanget af vores ambitioner,” siger han.
Metzel er seniorkolleg ved Atlanterhavsrådet. Sidste uge talte han om sine tanker om genomik og AI, og hvor deres konvergens vil tage os.
Det liv, vi er vant til
Metzel forklarer, at genomik som felt har udviklet sig langsomt - men hurtigt få fart. I 1953 identificerede James Watson og Francis Crick strukturen af den dobbelte helix-DNA og indså, at rækkefølgen af basepar indeholder en skattekiste af genetisk information. Det var livets bog, vi fandt den.
I 2003, da Human Genome Project var afsluttet (efter 13 år og $ 2,7 milliarder brugt), lærte vi, at genomet består af 3 milliarder basepar og placeringen af specifikke gener på vores kromosomer. Livets bog eksisterede ikke bare - den kunne læses.
Femten år senere - i 2018 - har vi allerede mestret evnerne til nøjagtigt at redigere generne for planter, dyr og mennesker. Alt ændrer sig hurtigt og presser os til nye grænser. Glem at læse livets bog - vi lærer at skrive den.
”Læs, skriv og hack - det er indlysende, at mennesker bare er en anden form for informationsteknologi, og da vores informationsteknologi er gået ind i en eksponentiel opdagelseskurve, så vil vi komme ind i os selv,” siger Metzel. "Og det krydser AI-revolutionen."
Salgsfremmende video:
Life Science Plus maskinlæring
I 2016 slog DeepMinds AlphaGo-program verdens bedste go-spiller. I 2017 dukkede AlphaGo Zero op: i modsætning til AlphaGo lærte AlphaGo Zero ikke fra tidligere go-spil, men lærte simpelthen reglerne for go-spillet - og slå AlphaGo-programmet på fire dage.
Vores egen biologi er bestemt meget mere kompliceret end Go, og det er her vi skal starte. "Systemet med vores egen biologi, som vi forsøger at forstå, er massivt, men vigtigere, forståeligt."
Tag det almindelige sæt regler for vores biologi, dataene fra genomet - og i sidste ende kan du endda overgå naturen selv.
Mange lande er allerede begyndt at fremstille sådanne data. Den britiske nationale sundhedsvæsen annoncerede for nylig en plan for at sekvensere genomerne på fem millioner briter i de næste fem år. I USA sekvensbestemmer All of Us-forskningsprogrammet en million amerikanere. Kina er endnu mere aggressiv i sekvensbestemmelse af sin befolkning og har et mål om at sekventere halvdelen af alle nyfødte inden 2020.
”Vi vil have massive puljer af sekventerede genomiske data,” siger Metzel. "Den virkelige opdagelse kommer fra at sammenligne de sekvenserede genomer af mennesker med deres elektroniske medicinske poster og i sidste ende med deres livsposter."
At få folk til frivilligt at dele deres data er en anden sag. Men det er her, manglen på stærk beskyttelse af privatlivets fred i Kina kan være en betydelig fordel.
For at sammenligne genotyper og fænotyper i skala - først millioner, derefter hundreder af millioner, derefter milliarder - ifølge Metzel, har vi brug for kunstig intelligens og big data-analyseværktøjer såvel som algoritmer, der er langt bedre end dem, vi kender. Disse værktøjer giver os mulighed for at gå fra præcisionsmedicin til forudsigelsesmedicin, så vi ved nøjagtigt hvor og hvornår forskellige sygdomme er klar til at forekomme og stoppe deres forekomst.
Men når vi låser op for vores egen genetik, vil det ikke kun være og ikke så meget sundhedsydelser. I sidste ende handler det om, hvem og hvad vi er - mennesker. Det handler om identitet.
Designerbørn og deres børn
Ifølge Metzel vil den mest alvorlige anvendelse af vores genomiske viden være inden for embryoavl.
I øjeblikket giver in vitro-befrugtning (IVF) -procedurer dig mulighed for at udtrække ca. 15 æg, befrugte dem og derefter udføre genetisk test inden implantation; i øjeblikket kan du finde ud af, hvordan sygdomme, der er forbundet med en mutation af et gen, ser ud, og enkle funktioner som hår eller øjenfarve. Når vi kommer til millioner og derefter milliarder af mennesker med sekvensbestemte genomer, får vi indsigt i, hvordan genetisk skala fungerer, og vi kan træffe smartere valg.
Forestil dig at besøge en fertilitetsklinik i 2023. Du giver et stykke hud eller en blodprøve, og gennem brug af in vitro gametogenesis (IVG) bliver din hud eller blodceller æg eller sæd, selvom du er infertil, som senere kan kombineres til embryoner. Tit tit hundreder af embryoner skabt af kunstige gameter donerer flere celler, hvorefter disse celler sekventeres. Gensekvenserne fortæller dig om sandsynligheden for visse træk og sygdomme.”Når det genetiske grundlag er overalt, vil vi være i stand til at forstå med en stadig højere grad af nøjagtighed, hvordan et sundt barn vil vokse op.”
Dette kan efter hans mening føre til vilde og skræmmende konsekvenser: Hvis du tager 1000 æg og vælger et med de optimale genetiske sekvenser, kan du derefter "gifte dig" dit embryo med en anden, der har gjort lignende ting på en anden genetisk linje.”Dit 5-dages gamle embryo og det fremmede 5-dages gamle embryo vil have en baby i IVG-processen,” siger Metzel. "Så vil babyen få en baby med endnu et fem dages gammelt embryo fra en anden genetisk linje, og du kan fortsætte og fortsætte."
Lyder vanvittigt, er det ikke? Men vent, det er ikke alt. Som Jason Pontin fortalte Wired i år, “Genredigeringsteknologier som CRISPR-Cas9 vil gøre det relativt let at reparere, tilføje eller fjerne gener under IVG, eliminere sygdom eller foretage forbedringer, der krusler gennem et barns genom. Alt dette lyder måske som science fiction, men for dem, der følger efter forskningen, synes kombinationen af genredigering og IVG at være mere end bare en sandsynlig - en uundgåelig udvikling."
Alt skør er simpelt
Efter at have trådt på den glatte hældning af genredigering og embryo-parring, vil vi gå i gang med en dystopisk race for at skabe det perfekte menneske. Hvis nogen lægger så meget tid og kræfter på at vælge deres embryoner, spørger Metzel, hvordan skal han så vælge en ægteskabspartner til sine børn? IVG vil give ham mulighed for at fremskynde udviklingen.
”Vi skal alle være en del af en inkluderende, integreret, global dialog om vores arts fremtid,” siger Metzel. "Sundhedspersoner vil være vigtige knudepunkter i dette." Sidst, men ikke mindst, kan denne dialog rejse spørgsmålet om adgang til teknologier som IVG; Bør vi tage nogle skridt, så IVG ikke går fra at være et værktøj for et velhavende mindretal til et værktøj for et endnu rigere og mere mindretal, og derved skæve ulighed og yderligere polarisere samfundet?
Som Pontin bemærker, forårsagede IVG for 40 år siden også frygt, forvirring og modstand - og i dag er in vitro-befrugtning lige så normal og udbredt som de millioner af sunde babyer, der er skabt ved hjælp af denne teknologi.
Ilya Khel