Den første biologiske teleportator er placeret i laboratoriet hos Synthetic Genomics Inc. (SGI), der ligger i stueetagen i en bygning i San Diego, og ligner en stor udstyrsvogn.
I virkeligheden er denne enhed en samling af små maskiner og laboratorierobotter - forbundet sammen udgør de en stor enhed. Det er i stand til at gøre noget hidtil uset, nemlig at overføre en digital kode til at udskrive vira.
I en række eksperimenter, der gik ind i deres sidste fase sidste år, sendte SGI-forskere sæt genetiske instruktioner fra andre steder i bygningen for automatisk at replikere DNA fra almindelige influenzavirus. På samme måde lavede de en fungerende bakteriofag (en virus, der inficerer bakterier).
Selvom dette ikke er første gang, en virus er fremstillet af dele af DNA, er det første gang, at en virus er oprettet i automatisk tilstand uden manuel betjening.
Enheden, kaldet en "digital-til-biologisk konverter", blev demonstreret i maj. Indtil videre er dette kun en prototype, men i fremtiden kan sådanne værktøjer overføre biologisk information fra epidemien direkte til vaccineproducenterne eller "udskrive" personaliserede lægemidler efter anmodning direkte på patientens sted.
”I et årti har vi drømt om at kunne faxe livsformularer,” siger Juan Henriquez fra Excel Ventus, et venturekapitalfirma, der har investeret i SGI. Han forestiller sig en ny industriel revolution baseret på en "digital-biologisk konverter" af samme størrelse som den revolution, der engang blev produceret af bomuldsplukkeren.
Craig Venter, en dissidentbiolog, der grundlagde Synthetic Genomics i 2005 (selvom han ikke længere deltager i dens daglige aktiviteter), foreslår muligheden for interplanetarisk transmission af livsformer.
"Han diskuterede det med Elon Musk," siger Dan Gibson, SGI's vicepræsident for DNA-teknologi.
Salgsfremmende video:
Influenzavirus
I modsætning til Craig Venter, der er berømt for store udsagn og ambitiøse planer, er Gibson kendt blandt biologer for sit engagement i Gibson Assembly - en reaktion, der smelter små stykker DNA opnået i et laboratorium til større gener.
SGIs BioXP 3200 kommercielle DNA-printer er kernen i den digital-til-biologiske konverter. Når Gibson på kontoret sender en besked til konverteren, begynder den at arbejde med forudindlæste kemikalier. Vi ville sende en sådan besked hvor som helst.
I slutningen af maj afslørede Gibsons team, hvordan de brugte en printer til at skabe DNA, RNA, proteiner og vira "automatisk fra digitalt transmitterede DNA-sekvenser uden menneskelig indblanding."
Arbejdet med den digital-til-biologiske konverter begyndte i 2013, da SGI og lægemiddelproducenten Novartis gennemførte en test for at se, om data fra influenzaepidemien kunne bruges til hurtigt at skabe frøvira, der blev brugt til vaccineproduktion.
Verifikationsmuligheden kom i marts samme år, da kineserne annoncerede en epidemi af H7N9-influenzavirus og gjorde dens DNA-sekvens offentligt tilgængelig. (H og N i influenzatypenavnet henviser til hæmagglutinin og neuraminidase, proteiner på den ydre pels af virussen, som det humane immunsystem genkender.)”Det var påskesøndag,” mindes Gibson, “da jeg modtog en e-mail om viruspanikken i Kina. fugleinfluenza H7N9. Så vi havde muligheden for at få DNA-sekvensen meget hurtigt."
To dage senere, uden adgang til prøver, med kun digitale sekvenser, syntetiserede SGI H- og N-proteingenene på en DNA-printer. Disse DNA-strenge blev sendt til Novartis, hvor de oprettede en virusstamme indeholdende ny genetisk information til produktion vacciner. Det var, da ideen om en digital-til-biologisk konverter blev en realitet, sagde Gibson.”Jeg sagde, kan vi sætte det hele sammen i en kasse?” Mindes han.
Gibson håber at opbygge en lukrativ forretning med enheden.”Forestil dig,” siger han, “at Center for Infektionssygdomsbekæmpelse og -forebyggelse i Atlanta dekrypterer den genetiske information for et antistof mod en sygdom som ebola, der truer en epidemi. Denne kode kan sendes til konvertere over hele verden, og produktionen af modgiften kan begynde. Jeg tror, det vil være muligt i den nærmeste fremtid."
Fejlproblemer
Så slående som evnen til at programmere livet og distribuere det eksternt, er nytten af biologisk teleportering stadig et spørgsmål om debat. Opbygning af en lille bestand af frøvirus er vigtig, men det er kun et skridt i retning af at producere en vaccine i håndgribelige mængder for et helt land. De svækkede vira, der findes i influenzaskud, skal dyrkes i billioner i kyllingæg - en nøje planlagt proces, der tager seks måneder.
”DNA-strengene produceret af SGI-konverteren er stadig tilbøjelige til fejl eller tilfældige mutationer. Disse mutationer vil være uacceptabelt høje … til produktion af vacciner eller lægemidler,”skriver David Evans, en virolog ved University of Alberta.
Og alligevel ifølge Evans, "Selvom der er lidt nyhed i hvert eneste trin, er trinene, der er sat sammen for at producere funktionelt DNA, ganske imponerende … Løs fejlproblemet, og du har en enhed, som alle ønsker."
Gibson siger, at han leder efter en løsning på fejlproblemet og også forsøger at reducere konverteren til en acceptabel størrelse. Nu optager enheden lydstyrken på en Fiat 500-bil.
Panspermi
SGI har endnu ikke”trykt liv” - de fleste biologer betragter ikke vira som levende. Men virksomheden kan nærme sig dette. I 2016 annoncerede SGI oprettelsen af en "minimal celle", en bakterie med det mindste genom af alle, der kunne tjene som et kassettebånd til optagelse af nye genetiske instruktioner. Da "den minimale celle er den enkleste livsform," sagde Gibson, ville det være logisk at forsøge at udskrive den.
Nogle SGI-tilhængere, herunder Craig Venter, gør det klart, at den ultimative fase for printer-DNA vil være overførsel af livsformer mellem planeter. I det foreslåede scenarie kunne en maskine - skaberen af DNA-tråde fra fragmenter - sendes til Mars for at få den genetiske kode for enhver levende - eller de der ligger tæt på dem -.
Disse data kunne derefter overføres til en konverter på jorden, der ville rekonstruere den fremmede livsform, muligvis i et laboratorium med høj sikkerhed. En gruppe SGI-medarbejdere arbejdede kort med NASA-forskere i Mojave-ørkenen i 2013 og testede forskellige aspekter af teorien.”Vi lastede bussen med alt, hvad vi havde brug for, isolerede nogle prøver og sekventerede dem,” sagde Gibson.
At sende information om livet ud i rummet kan være af endnu større interesse. En teori om livets oprindelse, kendt som panspermia, var at livet blev bragt ind af en meteorit eller komet. At sende biologiske konvertere ud i rummet ville være en slags "tilbagebetaling" fra menneskeheden, siger Juan Enriquez ved yderligere at sprede liv.
”Jeg vil gøre noget uden for denne verden - sende sådan en ting til Mars og udskrive brændstof eller udskrive en del af atmosfæren eller næringsstoffer,” siger han.
Dette rejser spørgsmålet om, hvilken livsform eller hvilken genetisk sekvens der skal sendes først. Craig Venter brugte i hemmelighed sit eget DNA til den første humane genomiske sekvens, der blev offentliggjort i 2003.
Da han blev spurgt, om Venter skulle reproducere sit genom på en anden planet, svarede Gibson og Enriquez det samme: "Ingen kommentar."
Vadim Tarabarko