Projekt Genesis. Czy biologia syntetyczna nas wyleczy? - ebook

Opinie o Projekt Genesis

„Projekt Genesis to dzieło genialnego duetu wizjonerów, którzy dzielą się z nami wszechstronnym spojrzeniem na możliwości tworzenia lepszego świata dzięki biologii”.

Jane Metcalfe, współzałożycielka magazynu Wired, dyrektor generalna NEO.LIFE

„Projekt Genesis jest zajmującą opowieścią o tym, jak w świecie badań DNA przechodzi się od odczytywania kompletnego genomu do jego edycji i tworzenia go od podstaw. Amy Webb i Andrew Hessel zabierają czytelnika w podróż do przyszłości, w której zastosowanie tych nowych technologii może skutkować wydarzeniami o decydującym wpływie na nasze życie”.

Dr J. Craig Venter, autor książki Life at the Speed of Life: From the Double Helix to the Dawn of Digital, dyrektor generalny J. Craig Venter Institute (JCVI)

„W tej fenomenalnej i niezwykle przystępnej książce w jasny i przemyślany sposób omówiono najważniejszą rewolucję zachodzącą w tej chwili w naszym życiu – i w życiu w ogóle. Każdy, kto chce zachować podmiotowość oraz być świadomym człowiekiem i obywatelem w XXI wieku, powinien zrozumieć, w jaki sposób zarówno my, jak i następne pokolenia będziemy wykorzystywać narzędzia biologii syntetycznej do przekształcania światów wewnątrz i na zewnątrz nas. Projekt Genesis to przewodnik, który nam w tym pomoże, i książka, którą po prostu trzeba przeczytać”.

Jamie Metzl, członek komisji WHO ds. edycji ludzkiego genomu, autor książki Hakowanie Darwina. Kiedy genetyczna przyszłość stanie się naszą codziennością

„Być może jeszcze nie zdajesz sobie z tego sprawy, ale twoje życie – i całe życie na Ziemi – wkrótce się zmieni. Biologia syntetyczna przyniesie niewyobrażalne zmiany, od programowalnych genów po spersonalizowane leki. Projekt Genesis to ujmująco szczery, wnikliwy i czytelny przewodnik po możliwościach, zagrożeniach i dylematach moralnych nowego, wspaniałego świata”.

Steven Strogatz, Uniwersytet Cornella, autor książki Infinite Powers

„Skoro technologie przyszłości wyłaniają się stopniowo, a potem pojawiają się pozornie naraz, to przyszłość oparta na osiągnięciach biotechnologii puka do naszych drzwi już teraz, a jednocześnie wykracza daleko poza zasięg naszej wyobraźni. Amy Webb i Andrew Hessel stworzyli niezastąpiony przewodnik, niezbędny do zrozumienia potencjału biotechnologii, zadając w nim ważne pytania i prezentując stanowiska, które należy wziąć pod rozwagę. Nieodzowna lektura dla liderów biznesu”.

Beth Comstock, autorka książki Imagine It Forward, była wiceprzewodnicząca General Electric

„Projekt Genesis to prawdziwy majstersztyk! Amy Webb i Andrew Hessel po mistrzowsku ukazują kształtującą się konsolidację sił – ludzi, laboratoriów, systemów komputerowych, agencji rządowych i firm – które będą kierowały kolejną wielką transformacją w dziejach ludzkości. Ich fascynujące (i przerażające) konkluzje – że ludzki ekosystem faktycznie można programować – będą dotyczyć każdego aspektu naszego życia w przyszłości. Ta genialna praca jest obowiązkową lekturą dla specjalistów ds. bezpieczeństwa narodowego i planowania obronnego, którzy muszą pojąć złożoną dynamikę przyszłej rywalizacji o biohegemonię”.

Dr Jake Sotiriadis, naczelny futurolog Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych

„Czym są najnowsze innowacje w dziedzinie biologii syntetycznej: cudem, który kładzie kres od dawna trwającemu kryzysowi, czy też przełomem prowadzącym do całkowicie nowego sposobu życia? Oto pytanie, które futurystka Amy Webb i mikrobiolog Andrew Hessel zadają w tej fascynującej książce. Historia świata to historia niezamie­rzonych konsekwencji, zarówno korzystnych, jak i niepożądanych, a Webb i Hessel opisują czekającą nas fuzję techniki i biologii w wyjątkowo szczegółowy i obrazowy sposób”.

Ian Bremmer, autor książki The Power of Crisis

„Projekt Genesis to fantastyczna książka, ukazująca DNA jako alfa­bet, którym w dużej mierze zostanie napisana nasza przyszłość. Amy Webb i Andrew Hessel podjęli skomplikowany temat biologii syntetycznej i uczynili go zrozumiałym dzięki wyrazistej prozie i wnik­liwej analizie, które przybliżają nam tajemnice nauki i humanizmu XXI wieku”.

Alec Ross, autor książek Świat przyszłości oraz The Raging 2020sWSTĘP

Ta książka to lektura obowiązkowa dla osób zajmujących się AI, genetyką, ale przede wszystkim dla tych, którzy chcą wiedzieć, dokąd to wszystko zmierza. Rzeczywiście, daje ona wiele do myślenia.

Profesor Amy Webb zobaczyłam po raz pierwszy w 2019 roku na scenie jednego z największych wydarzeń ze świata technologii – konferencji SXSW w Austin. Zaciekawiło mnie, dlaczego ponad 6000 fanów przyszłości i nowych technologii przyleciało do Teksasu m.in. po to, żeby stanąć w kolejce i dostać się na wykład tej nieznanej mi kobiety. Po jej godzinnej, pełnej pasji i konkretnych danych opowieści o przyszłości wiedziałam, że jeśli chcę być na bieżąco z trendami technologicznymi, rozumieć przyszłość, która nie tylko się do nas zbliża, ale właściwie już tu jest, móc aktywnie uczestniczyć w jej tworzeniu i kształtowaniu – muszę mieć kontakt z tą kobietą. Tak zaczęła się moja przygoda z profesor Amy Webb. W kolejnych latach szukałam wykładów z jej udziałem, czytałam od deski do deski jej fascynujące raporty o nowych technologiach, w których co roku Amy analizuje ponad 400 najważniejszych trendów technologicznych, napisałam kilka artyku­łów na podstawie tych raportów, starając się przybliżyć zarówno ich tematykę, jak i sylwetkę Amy polskim czytel­nikom. I wreszcie po kilku latach prób udało mi się zaprosić ją do wygłoszenia wykładu na naszej konferencji „Masters and Robots” w 2022 roku.

Cieszę się niezmiernie, że mogę napisać wstęp do tej nadzwyczajnej, otwierającej oczy książki, Projekt Genesis, która nakreśla kontury oszałamiającej, nowo powstającej technologii – biologii syntetycznej – o której przeciętny człowiek tak niewiele wie. Modyfikacje genetyczne i CRISPR są moim konikiem od lat, odkąd w Singularity Group zainteresowałam się ścieżką dotyczącą dłu­go­wieczności. Właś­nie tam po raz pierwszy zetknęłam się z Andrew Hesselem, współtwórcą Human Genomics, pionierem m.in. tworzenia wirusów synte­tycznych do zwalczania komórek rakowych.

Biologia syntetyczna, choć nie zawsze i nie wszyscy zdajemy sobie z tego sprawę, zrewolucjonizuje sposób, w jaki definiujemy rodzinę, rozpoznajemy choroby, opóźniamy starzenie się i radykalnie zmieni to, jak się odżywiamy. Ta szybko rozwijająca się dziedzina, wykorzystująca komputery do modyfikowania lub przepisywania kodu genetycznego, stworzyła rewolucyjne, przełomowe rozwiązania, takie jak szczepionki mRNA na COVID czy hodowane w laboratoriach mięsne hamburgery, które smakują jak prawdziwe. W dłuższej perspektywie biologia syntetyczna może dać nam nadzieję na to, że poradzimy sobie z zagrożeniami egzystencjalnymi: zmianami klimatu, brakiem bezpieczeństwa żywnościowego i dostępu do paliw.

Wiąże się to jednak z poważnym ryzykiem.

Kto powinien decydować o tym, jak konstruować żywe organizmy? Czy powinny istnieć granice ulepszania człowieka? Czy powinniśmy pozwolić rodzicom, jeśli ich na to stać, na zwiększanie wzrostu, mięśni lub IQ ich dzieci? Czy zmodyfikowane orga­nizmy powinny być wypuszczane na wolność? Jakie zagrożenia cyberbiologiczne mogą się pojawić? Czy przyszła wojna biologiczna z użyciem organizmów mogłaby spowodować masowe wymieranie?

Biohacking, czyli praktyka mająca na celu wymianę części naszego DNA, jest dziś rodzajem podejścia do nauki typu „zrób to sam”, które może funkcjonować poza typowymi ograniczeniami wynikającymi z przepisów prawnych. Ważnym elementem jest tu technologia edycji genomu CRISPR/Cas9. Otwiera nam ona możliwość manipulowania naszymi genami w celu „naprawiania” takich problemów, jak np. choroby genetyczne. Potencjał leczniczy tej technologii jest ogromny, ale równie duży jest jej potencjał szkod­liwy. Jeśli możemy manipulować biologią w dobrym celu, ktoś nieuchronnie wykorzysta ją w złym.

Ostatnie pół wieku było erą cyfrową, opartą na mikroprocesorach, komputerach i internecie. Teraz wkraczamy w rewolucję w naukach przyrodniczych i będziemy musieli na nowo zbudować w tym świecie granice i określić możliwości.

Biologia syntetyczna, podobnie jak metawersum czy sztuczna inteligencja, jest pojęciem zbiorczym dla wielu różnych technologii. Jest to nowa, interdyscyplinarna dziedzina nauki, która łączy w sobie projektowanie inżynierskie, komputery i biologię. Nau­kowcy projektują lub przeprojektowują organizmy, aby nadać im nowe lub lepsze przeznaczenie. Obecnie możemy programować systemy biologiczne w taki sam sposób, w jaki programujemy komputery. Można edytować kod, tak jak edytuje się dokument w Wordzie czy prezentację w programie PowerPoint. To nie jest jakaś daleka przyszłość, tylko coś, co już się dzieje.

Co będzie z tym, jak tworzymy życie?

Autorzy zawarli w książce serię spekulatywnych scenariuszy science fiction, aby podkreślić, w jaki sposób biologia syntetyczna może być potencjalnie wykorzystywana. Badają różne pomysły na to, co ta technologia może zrobić dla ludzkości. Oto kilka przykładów omówionych w książce:

- Znalezienie lekarstw na wszelkie choroby, które są wynikiem zmutowanego genu. Jest to Święty Graal biologii syntetycznej i medycyny spersonalizowanej.
- Możliwość hodowania ludzkich tkanek i wykorzystywania ich do naprawy ludzkich organów. Można by potencjalnie żyć wiecznie. Dosłownie.
- Możliwość hodowania w laboratoriach wszelkiego rodzaju mięsa – bez konieczności zabijania zwierząt. To właśnie ta technologia stoi za takimi produktami jak Impossible™ Burgers.
- Możliwość przekształcenia roślin i alg w biopaliwa zamiast wykonywania odwiertów w poszukiwaniu ropy.
- Możliwość zbierania DNA pająków i tworzenia mikrowłó­kien, które mogą być przekształcone w jedwab. Podobne podejście można zastosować z włóknistymi strukturami grzybów, aby zrobić z nich syntetyczną skórę!
- Biofilmy, które mogą pokryć prawie wszystko – od telefonów, przez elektronikę noszoną na ciele, po ubrania – aby tak zabezpieczone rzeczy uczynić trudniejszymi do uszkodzenia.
- Możliwość stworzenia genetycznie zmodyfikowanych krzewów – powszechnie stosowanych w kształtowaniu architektury krajobrazu – tak aby absorbowały więcej CO₂ niż normalnie. Pomoże to usuwać CO₂ z atmosfery i – miejmy nadzieję – spowolni zmiany klimatyczne.

Każda aplikacja może mieć przy tym dwojakie zastosowanie – może być dobrze wykorzystana lub może być wykorzystana w złej intencji:

- Możliwość opracowania szczepionek na różne choroby sugeruje również, że podobna technika może być wykorzystana do opracowania broni biologicznej.
- Opanowanie techniki edycji genów in vitro oznacza, że będzie można tworzyć dzieci według projektu. Może to zwiększyć podziały między tymi, którzy mają, i tymi, którzy nie mają. Bogaci będą mogli tak dobrać cechy swojego potomstwa, by miało wyższe IQ, określony kolor oczu itp.
- Dłuższe życie może stworzyć własny zestaw problemów. Miejsca pracy mogą stać się dobrem rzadkim, gdy ludzie będą pracować dłużej niż 100 lat.
- Możliwe staje się tworzenie nowych form życia, na przykład przez łączenie genomów człowieka współczesnego i neandertalczyka. Przypuszczalnie inteligencja człowieka połączona zostałaby z siłą neandertalczyka. Możemy mieć tylko nadzieję, że nie zdarzy się sytuacja odwrotna. To kolejne z poważnych zagrożeń – biologia potrafi być nieprzewidywalna.

Podsumowując, wkraczamy na nowy front innowacji biotechnologicznych. To dziki zachód dla biologii syntetycznej. Regulacja tego rodzącego się przemysłu jest żałośnie opóźniona. Trzeba zachęcać do korzystania z obiecujących technologii, ale jednocześnie zadbać o ograniczenie ryzyka. Wymaga to po­dej­mowania wyważonych decyzji i działań, czego nie da się zrobić jednostronnie, musi się to odbywać w ramach globalnej współpracy.

Pamiętajmy, że jeśli coś wydaje się odległe, to nie oznacza, że nie należy podejmować działań. Biologia syntetyczna jest tym, dzięki czemu możemy wiele zyskać i przez co możemy wiele stracić, dlatego dzisiaj rozmawiamy o tej nowej dziedzinie nauki, żeby każdy z nas mógł zacząć sobie zadawać te trudne związane z nią pytania i zacząć rozmyślać nad swoimi własnymi wnioskami i odpowiedziami.

Znajdujemy się w sytuacji przyspieszenia. Nie mamy żadnego ustawodawstwa na temat tej technologii. Będziemy musieli zacząć na nowo definiować, co rozumiemy przez pojęcie „rzeczywisty”, ponieważ w przeciwnym razie staniemy w obliczu wyzwań kulturowych i społecznych, które naprawdę spowodują problemy.

Mam nadzieję, że po lekturze tej książki zaczniemy się zastanawiać, jak wykorzystać całą tę technologię dla większego dobra nas wszystkich.

Profesor Amy Webb w czasie swojego wykładu nt. biologii syntetycznej na SXSW w Austin powiedziała: „Nie proszę cię, abyś był gotowy na wszystko. Proszę cię, abyś był gotowy na cokolwiek przyjdzie, zwłaszcza jeśli podważa to twoje głęboko zakorzenione przekonania”.

Webb i Hessel dodają następnie: „Życie staje się programowalne, a biologia syntetyczna składa śmiałą obietnicę poprawy ludzkiej egzystencji. Celem tej książki jest ułatwienie czytelnikowi refleksji nad wyzwaniami i możliwościami majaczącymi na horyzoncie. W ciągu następnej dekady będziemy musieli podjąć ważne decyzje: czy tworzyć nowe wirusy do walki z chorobami, jak będzie wyglądała prywatność genetyczna, kto będzie »właś­cicielem« żywych organizmów, w jaki sposób firmy będą mogły czerpać zyski ze zmodyfikowanych komórek i jakie środki bezpieczeństwa należy zastosować w laboratoriach”.

Technologia wydaje się rozwijać w szaleńczym tempie bez naszego wpływu, ale prawda jest taka, że historia jej rozwoju jest również historią o ludziach, którzy ją współtworzą. Nasza przyszłość powinna odzwierciedlać nasze wybory i działania, które podejmujemy. A nie da się tego zrobić bez świadomości tego, co nas czeka.

Jowita Michalska

Founder & CEO of Digital University

Chapter Ambassador of Singularity GroupWPROWADZENIE CZY ŻYCIE POWINNO BYĆ DZIEŁEM PRZYPADKU?

Amy – Po raz pierwszy poczułam to ostre ukłucie w podbrzuszu podczas ważnego spotkania z klientem. Wokół stołu zasiadali menedżerowie wyższego szczebla międzynarodowej firmy informatycznej. Kiedy ból pojawił się ponownie, pracowaliśmy akurat nad długoterminową strategią firmy, dlatego szybko przekazałam pałeczkę jednemu z moich współpracowników i wybieg­łam do łazienki. Lepka warstwa ciemnoczerwonej krwi zdążyła przesiąknąć przez czarne rajstopy i przywarła do wewnętrznej strony moich ud. Nie mogłam oddychać. Nie mogłam fizycznie nabrać powietrza. Osunęłam się na toaletę i zaczęłam cichutko szlochać, tak aby nikt nie słyszał.

Byłam wtedy w ósmym tygodniu ciąży i za kilka dni miałam mieć wykonane wczesne USG. Zaczęłam już nawet myśleć o imionach: Zev dla chłopca, a Sacha dla dziewczynki. Zmywając krew z nóg i podłogi, usilnie szukałam wytłumaczenia, ale wciąż docie­rałam do tego samego punktu: gniewu i samoobwiniania się. To moja wina. Na pewno popełniłam jakiś błąd.

Kiedy po raz trzeci poczułam znajome ukłucie, wiedziałam już, czego się spodziewać: utraty krwi i upokarzającej wyprawy do drogerii po gigantyczne podpaski, a następnie głębokiej depresji, bezsenności i niekończącego się strumienia pytań bez odpowiedzi. Mój mąż i ja konsultowaliśmy się z najlepszymi specjalistami w zakresie płodności na Manhattanie i w Baltimore, poddając się wszelkim oferowanym testom: badaniom poziomu hormonów, ocenie rezerwy jajnikowej i diagnostyce mającej na celu wykluczenie obecności łagodnych zmian nowotworowych lub torbieli, które mogłyby stanowić źródło problemu. Nie były to jednak definitywne odpowiedzi, ale raczej zaawansowane technicznie domysły i prognozy.

Nie ustawaliśmy w wysiłkach i kolejny raz zaszłam w ciążę. Tym razem osiągnęliśmy ważny kamień milowy – dotrwaliśmy do drugiego trymestru – i wreszcie mogliśmy pozwolić sobie na ekscytację. Udaliśmy się wtedy na rutynową kontrolę. Byłam w osiemnastym tygodniu i mój ciążowy brzuszek stawał się coraz bardziej widoczny. W gabinecie położyłam się na łóżku, a kobieta wykonująca badanie wycisnęła mi na brzuch zimny galaretowaty żel i rozsmarowała go głowicą ultrasonografu. Wcisnęła kilka klawiszy na klawiaturze, wpatrując się w ziarnisty, niemal całkowi­cie czarny obraz na monitorze. Przeprosiła nas, wymamrotała coś o starym sprzęcie i opuściła gabinet. Po chwili wróciła z innym aparatem i z moim lekarzem. Ponownie wycisnęła mi na brzuch lodowatą galaretkę, ponownie ją rozsmarowała i ponownie powiększyła obraz na monitorze, spoglądając na mojego ginekologa, a potem, niechętnie, z powrotem na mnie.

Nie pamiętam dokładnie, co powiedzieli, ale pamiętam, że mój lekarz wziął mnie za rękę, a mąż płakał. Zostałam przyjęta na oddział w celu operacyjnego usunięcia tkanki płodowej. Powiedziano mi, że z medycznego punktu widzenia żadnemu z nas, ani mnie, ani mojemu mężowi, nic nie dolegało. Byliśmy po trzy­dziestce. Byliśmy zdrowi. Zachodziłam w ciążę, ale z jakiegoś powodu nie byłam w stanie jej utrzymać.

Statystycznie jedna na sześć kobiet poroni ciążę, a powodów może być wiele. Najczęściej przyczyną jest aberracja chromosomowa – coś wariuje, gdy embrion zaczyna się dzielić – i nie ma to nic wspólnego ze stanem zdrowia ani wiekiem rodziców. Powiedziano mi, że to nie moja wina. Moje ciało po prostu nie współpracowało.

Andrew – Od kiedy skończyłem dziesięć lat, byłem pewien, że nie chcę mieć dzieci. Mieszkaliśmy w wiejskiej posiadłości na obrzeżach Montrealu. Moi rodzice męczyli się ze sobą, a co za tym idzie, ze mną i dwójką mojego rodzeństwa. Nasza trójka urodziła się w krótkich odstępach czasu: brat był ode mnie o rok młodszy, a siostra o rok starsza. Kiedy rodzice oznajmili nam, że się rozstają, nie byłem zasmucony. Pomyślałem nawet, że moja mama byłaby szczęśliwsza jako zakonnica. Została jednak samotną matką i pielęgniarką na nocnej zmianie.

Spała w ciągu dnia, kiedy byliśmy w szkole. Na szczęście wszyscy byliśmy samodzielnymi, zdolnymi dzieciakami. Często uciekałem do biblioteki – mojego drugiego domu – gdzie prowadziłem bujne życie między regałami. Przynosiłem do domu naręcza książek, odprowadzałem mamę do pracy na godzinę 22.00, a potem czuwałem nad bratem i siostrą, często czytając im do świtu, póki mama nie wróciła do domu. Opowieści o tradycyjnych rodzinach nuklearnych wydawały mi się obce. Nie miałem żadnego punktu odniesienia. Sens miały dla mnie za to cuda biologii, niezawodna logika inżynierii i wizje science fiction. Czasami, kiedy moje rodzeństwo zasypiało, ja rezygnowałem ze snu, czytając i myśląc o życiu: skąd się wzięły wszystkie stworzenia, zarówno te olbrzymie, jak i te mikroskopijnych rozmiarów, jak ewoluowały i czym mogą się stać w przyszłości.

W wieku osiemnastu lat wiedziałem, że chcę zgłębić fundamentalne aspekty życia – genetykę, biologię komórki, mikrobiolo­gię – ale nie miałem zamiaru sprowadzać na świat własnych dzieci. Pisałem wtedy oprogramowanie i tworzyłem bazy danych, roz­myś­lając jednocześnie o kodzie genetycznym i komputerowym, a przed sobą miałem wiele lat fascynujących badań. Seks był atrakcyjny, dzieci nie. Jedyne formy męskiej antykoncepcji były mecha­niczne, a nie medyczne, i nie dawały stuprocentowej gwarancji. Jedynym niezawodnym rozwiązaniem była wazektomia, więc zwróciłem się do lekarza z prośbą o wykonanie takiego zabiegu. Na początku zaprotestował – dopiero co przekroczyłem próg dorosłości i z całą pewnością nie miałem podstaw do podjęcia tak drastycznej decyzji. Argumentowałem, że wazektomie są odwracalne. Poza tym mogłem zdeponować nasienie w banku spermy, gdybym miał jakiekolwiek wątpliwości, ale nie miałem żadnych. Moja stanowczość przekonała lekarza, więc w końcu wypisał mi skierowania do urologów, ale „zakręcenie kurków” zajęło mi ostatecznie sześć lat. Większość specjalistów uważała, że moja decyzja była pochopna i niedojrzała. Ja z kolei twierdziłem, że po prostu staram się być odpowiedzialny. Fakty były jednak niezaprzeczalne: gdybym w przyszłości zmienił zdanie, nie było żadnej gwarancji, że będę mógł mieć dzieci.

Trzydzieści lat później spotkałem na konferencji piękną kobietę. Promieniała, gdy mówiłem o komórkach, i pobłażała moim rozwlekłym diatrybom na temat podobieństw DNA do oprogramowania komputerowego. Pewnego ranka, kiedy leżałem obok niej w jej mieszkaniu na Manhattanie, ogarnęło mnie przerażające uczucie: zapragnąłem mieć z nią dzieci. Chciałem założyć z nią rodzinę. Ale dobiegałem pięćdziesiątki i wiedziałem dokładnie, czego się spodziewać z medycznego i biologicznego punktu widzenia.

Kiedy zdecydowaliśmy się na dziecko, oboje byliśmy pełni nadziei, ale też realistycznie patrzyliśmy na nasze szanse. W dniu mojej rewazektomii, gdy pielęgniarki wiozły mnie na salę operacyjną, utkwiłem wzrok w suficie. Światło migało rytmicznie nad moją głową, a z każdym jego rozbłyskiem wracało do mnie ostrzeżenie lekarza sprzed wielu lat i skłaniało mnie do refleksji nad zmiennością ludzkiego życia. Rurki łączące moje jądra z cewką moczową i umożliwiające plemnikom opuszczenie mojego ciała, nie zostały zaciśnięte klipsem ani podwiązane – to zdecydowanie ułatwiłoby przywrócenie drożności światła nasieniowodów. Zamiast tego chirurg całkowicie je przeciął i kauteryzował, aby upewnić się, że nie dojdzie do wycieku. Ich ponowne połączenie wymagało precyzyjnego zabiegu mikrochirurgicznego i znieczulenia ogólnego.

Przez osiemnaście miesięcy bez skutku próbowaliśmy zajść w ciążę. Wiedziałem, co jest nie tak – i jak niewiele mogę z tym zrobić. Operacja się powiodła, ale funkcje mojego ciała były wyłączone zbyt długo. Z mechanicznego punktu widzenia nic mi nie dolegało. Moje ciało po prostu nie chciało współpracować.

Dziś naukowcy od nowa tworzą zasady obowiązujące w naszej rzeczywistości. Udręka, której doświadczyliśmy, walcząc o zostanie rodzicami, w nadchodzących dziesięcioleciach może być jedynie nieznaczną anomalią. Niezwykle obiecująca dziedzina nauki z dużym prawdopodobieństwem pozwoli nam zrozumieć, w jaki sposób tworzy się życie i jak można je odtworzyć, między innymi po to, abyśmy mogli leczyć rozmaite schorzenia bez farmakoterapii, pozyskiwać mięso bez hodowli zwierząt i tworzyć rodziny, gdy natura okaże się zawodna. Ta dziedzina, zwana biologią syntetyczną, ma jeden cel: uzyskać dostęp do komórek w celu napisa­nia nowej – być może lepszej – wersji życia.

W XX wieku biolodzy skupili się na rozbieraniu tkanek, komórek i białek na czynniki pierwsze, aby poznać zasady ich funkcjonowania. W obecnym stuleciu nowe pokolenie naukowców próbuje skonstruować z tych elementów zupełnie nowe materiały, a wiele osób już osiąga sukcesy w dynamicznie rozwijającej się dziedzinie biologii syntetycznej. Inżynierowie projektują nowe systemy komputerowe na potrzeby biologii, a startupy sprzedają drukarki, które przekształcają kod komputerowy w żywe organizmy. Architekci sieci używają DNA jako twardych dysków. Naukowcy opracowują systemy typu body-on-a-chip (wyobraź sobie półprzezroczystą kostkę domina z ludzkimi narządami w skali nano, które żyją i rosną poza ludzkim ciałem). Biolodzy, inżynierowie, informatycy i inni specjaliści wspólnymi siłami stworzyli projekt genesis: wszechstronny system złożony z ludzi, labo­ratoriów badawczych, systemów komputerowych, agencji rządowych i firm, które tworzą odmienne interpretacje życia, ale też zupełnie nowe jego formy.

Projekt genesis umożliwi wielką transformację ludzkości – transformację, która już się rozpoczęła. Wkrótce życie nie będzie już dziełem przypadku, lecz wynikiem projektowania, selekcji i wyboru. Projekt genesis zdecyduje o tym, w jaki sposób będzie­my poczynać dzieci, definiować rodzinę, diagnozować choroby, przeciwdziałać starzeniu się organizmu, budować domy i odżywiać nasze ciała. Odegra fundamentalną rolę w walce z kryzysem klimatycznym i ostatecznie w naszym przetrwaniu jako gatunku.

Projekt genesis obejmuje wiele biotechnologii, stworzonych z myślą o modyfikacji i projektowaniu życia. Liczne nowe technologie i techniki biologiczne, które wchodzą w szeroki zakres biologii syntetycznej, pozwolą nam nie tylko odczytywać i edyto­wać sekwencje DNA, ale też tworzyć je od podstaw. Oznacza to, że wkrótce będziemy programować żywe, biologiczne struktury, tak jakby były mikroskopijnymi komputerami.

Edycja DNA stała się możliwa na początku drugiej dekady XXI wieku właśnie dzięki jednej z tych technologii: CRISPR-Cas9. Ponieważ metoda ta wykorzystuje procesy biologiczne do wycinania i wklejania informacji genetycznej, naukowcy potocznie określają ją mianem „molekularnych nożyczek”. Media regularnie donoszą o przełomowych interwencjach medycznych z wykorzystaniem CRISPR, w tym o udanych próbach przywrócenia wzroku osobom niewidomym. Naukowcy wykorzystują nożyce molekularne do wycinania pewnych fragmentów sekwencji genetycznej, po czym ponownie składają cząsteczkę DNA w całość, tworząc swoisty biologiczny kolaż z poprzestawianymi literami. Problem polega na tym, że nie są w stanie bezpośrednio obserwować zmian dokonywanych w cząsteczce. Każda manipulacja laboratoryjna musi zostać poddana weryfikacji i walidacji eksperymentalnej, co czyni cały proces długotrwałym i niezwykle pracochłonnym.

Biologia syntetyczna digitalizuje ten proces. Sekwencje DNA są ładowane do oprogramowania – wyobraź sobie edytor tekstowy obsługujący kod DNA – dzięki czemu edycja staje się tak prosta, jak użycie procesora tekstu. Po napisaniu lub zadowalającej edycji sekwencji DNA nowa cząsteczka DNA jest syntetyzowana od podstaw za pomocą sprzętu przypominającego drukarkę 3D. Technologia syntezy DNA (przekształcanie cyfrowej informacji gene­tycznej w molekularne DNA) rozwija się wykładniczo. Obecnie dzięki dostępnym metodom rutynowo syntetyzuje się łańcuchy DNA o długości kilku tysięcy par zasad, które można złożyć w nowe szlaki metaboliczne, a nawet kompletny genom komórki. Możemy dziś programować układy biologiczne tak samo, jak programujemy komputery.

Te naukowe innowacje podsycają trwający od stosunkowo niedawna, ale dynamiczny rozwój branży biosyntetycznej, której nadrzędnym celem jest opracowanie cennych rozwiązań, obejmu­jących biomateriały, paliwa i chemię przemysłową, leki, szczepionki, a nawet zmodyfikowane komórki, działające jak mikroskopijne roboty. Postęp w zakresie sztucznej inteligencji znacząco pobudził rozwój tej dziedziny, ponieważ im bardziej zaawansowane stają się systemy sztucznej inteligencji, tym więcej zastosowań biologicznych można przetestować i zrealizować. W miarę udoskonalania narzędzi programistycznych oraz rozwoju technologii syntetyzowania i składania DNA programiści będą mogli pracować nad coraz bardziej złożonymi projektami biologicznymi. Dla przykładu: wkrótce będziemy w stanie stworzyć dowolny genom wirusa od podstaw. Może się to wydawać przerażającą perspektywą, biorąc pod uwagę, że koronawirus znany jako SARS-CoV-2, wywołujący COVID-19, doprowadził do śmierci ponad 4,2 miliona ludzi na całym świecie.

Tym, co sprawia, że wirusy takie jak SARS-CoV-2 – a wcześ­niej SARS, H1N1, Ebola i HIV – są tak trudne do opanowania, jest fakt, że w istocie stanowią one potężny mikroskopijny kod, który rozwija się i rozmnaża w organizmie niezabezpieczonego gospodarza. Wirus w swoim działaniu przypomina pamięć USB, którą ładuje się do komputera; niczym pendrive podłącza się do komórki i ładuje nowy kod. I choć może to brzmieć zaskakująco w czasach globalnej pandemii, nie jest wykluczone, że wirusy są naszą nadzieją na lepszą przyszłość.

Wyobraź sobie sklep z aplikacjami biosyntetycznymi, z którego można pobierać nowe możliwości i dodawać je do dowolnej komórki, drobnoustroju, rośliny lub zwierzęcia. Naukowcy z Wielkiej Brytanii po raz pierwszy zsyntetyzowali i zaprogramowali genom Escherichia coli od podstaw w 2019 roku. Za jakiś czas gigantyczne genomy organizmów wielokomórkowych – roślin, zwierząt i ludzi – będą syntetyzowane w mgnieniu oka. Pewnego dnia będziemy dysponowali technicznymi podwalinami do leczenia wszelkich chorób genetycznych znanych ludzkości. Doprowadzimy tym samym do iście kambryjskiej eksplozji zmodyfikowanych roślin i zwierząt, które sprostają globalnym wyzwaniom w zakresie żywienia, produkcji odzieży, budownictwa mieszkaniowego i opieki nad miliardami ludzi, choć dziś trudno nam sobie to wyobrazić.

Życie staje się programowalne, a biologia syntetyczna składa śmiałą obietnicę poprawy ludzkiej egzystencji. Celem tej książki jest ułatwienie czytelnikowi refleksji nad wyzwaniami i możliwościami majaczącymi na horyzoncie. W ciągu następnej dekady będziemy musieli podjąć ważne decyzje: czy tworzyć nowe wirusy do walki z chorobami, jak będzie wyglądała prywatność genetyczna, kto będzie „właścicielem” żywych organizmów, w jaki sposób firmy będą mogły czerpać zyski ze zmodyfikowanych komórek i jakie środki bezpieczeństwa należy zastosować w laboratoriach, w których prowadzi się badania nad organizmami syntetycznymi. Jakich wyborów dokonalibyśmy, gdybyśmy mogli przeprogramować swoje ciała? Czy zadręczalibyśmy się pytaniami o to, czy powinniśmy – a jeśli tak, to w jaki sposób – modyfikować swoje przyszłe dzieci? Czy zgodzilibyśmy się na spożywanie GMO (organizmów modyfikowanych genetycznie), gdyby mogło to ograniczyć niekorzystne zmiany klimatyczne? Osiągnęliśmy biegłość w wykorzystywaniu zasobów naturalnych i procesów chemicznych do wspierania naszego gatunku. Teraz stoimy przed szansą napisania nowego rozdziału, opierając się na tej samej archi­tekturze, na której bazuje całe życie na naszej planecie. Obietnica biologii syntetycznej to przyszłość zbudowana przez najpotężniejszą, zrównoważoną platformę produkcyjną, jaką kiedykolwiek poznała ludzkość. Jesteśmy u progu zapierającej dech w piersiach nowej ewolucji przemysłowej.

Dyskusja, która toczy się obecnie na temat sztucznej inteligencji – nieuzasadniony strach i nadmierny optymizm, irracjonalne podniecenie potencjałem rynku, wypowiedzi urzędników świadczące o celowym uchylaniu się od odpowiedzialności – jest przedsmakiem rozmów, które będziemy wkrótce prowadzić na temat biologii syntetycznej, dziedziny, która zyskuje coraz większe zainteresowanie za sprawą nowego koronawirusa. Przełomowe postępy w zakresie opracowania szczepionek mRNA, domowych testów diagnostycznych i leków przeciwwirusowych nabierają tempa. Nadszedł czas, aby przenieść tę rozmowę do przestrzeni publicznej. Po prostu nie możemy dłużej czekać.

Obietnica zawarta w tej książce jest prosta i konkretna: jeśli dzisiaj pogłębimy nasze rozumienie biologii syntetycznej i wypracujemy strategię jej wykorzystania, będziemy o krok od rozwiązania pilnych i długofalowych wyzwań egzystencjalnych związanych ze zmianami klimatycznymi, globalnym brakiem bezpieczeństwa żywnościowego i potencjalną długowiecznością człowieka. Możemy już dziś przygotować się do pokonania kolejnych epidemii za pomocą odpowiednio zmodyfikowanych wirusów. Jeśli będziemy czekać z podjęciem działań, o przyszłości biologii syntetycznej mogą zadecydować spory o własność intelektualną i bezpieczeństwo narodowe, a także przedłużające się procesy sądowe i wojny handlowe. Musimy zrobić wszystko, aby postęp w dziedzinie genetyki pomógł ludzkości, zamiast nieodwracalnie jej zaszkodzić.

Kod naszej przyszłości powstaje dzisiaj. Rozpoznanie tego kodu i odszyfrowanie jego znaczenia będzie początkiem nowej historii ludzkości.

Napisaliśmy książkę o życiu: o tym, jak powstaje, jak jest zakodowane i jakie narzędzia wkrótce pozwolą nam kontrolować nasze genetyczne przeznaczenie. Jest ona również o prawie do podejmowania decyzji dotyczących życia – życia, które dla nowego pokolenia będzie zdefiniowane w kategoriach naukowych, ale także etycznych, moralnych i religijnych. Komu przyznamy uprawnienia do programowania komórek, tworzenia nowych form życia, a nawet wskrzeszania dawno wymarłych organizmów? Konieczność udzielenia odpowiedzi na te pytania zmusi ludzkość do stawienia czoła wielu napięciom gospodarczym, geopolitycznym i społecznym.

- Ci, którym przyznamy prawo do modyfikowania żywych organizmów, będą mogli sprawować kontrolę nad dostępem do żywności, leków i surowców niezbędnych do naszego przetrwania.
- Nasze przyszłe zdrowie i dobrobyt będą zależeć, przynaj­mniej częściowo, od firm, które inwestują w prawa do informacji genetycznej oraz procesów modyfikacji DNA, a co za tym idzie, sprawują nad nimi kontrolę.
- Edycja genomu i synteza DNA to podstawowe technologie biologii syntetycznej, a światowy rynek tych narzędzi prze­żywa intensywny rozkwit. Pojawiają się jednak spory co do tego, czy zarówno takie narzędzia, jak i nasze surowe dane genetyczne powinny być dostępne dla każdego, czy też powinny być przechowywane w zastrzeżonych bazach danych i licencjonowane tym, których stać na wykupienie dostępu.
- Startupy finansowane przez fundusze venture capital nie są w stanie zwrócić inwestycji z samych tylko badań, dlatego często stają przed koniecznością opracowania zby­walnego produktu w rozsądnych ramach czasowych. Podczas gdy firmy finansowane ze środków prywatnych mogą pozwolić sobie na swobodę w kwestii innowacji, badania biotechnologiczne finansowane ze środków publicznych podlegają tradycyjnym praktykom i charakteryzują się powolnym postępem.
- O ile nie mamy do czynienia z pilną koniecznością, taką jak zwycięstwo w wyścigu kosmicznym czy opracowanie skutecznej szczepionki w obliczu pandemii, system dotacji rządowych faworyzuje kompetencje i konserwatyzm; nie zachęca do szybkości, innowacji czy progresywnego podejścia.
- Grupy stanowiące i egzekwujące prawo sprawują niemal nieograniczoną władzę nad naszą przyszłością. Obecnie nie ma zgody co do akceptowalnych okoliczności, w których powinno się modyfikować organizmy ludzkie, zwierzęce lub roślinne.
- Nie ma też zgody co do tego, w jaki sposób należy podejmować decyzje, które mogłyby przynieść nam korzyści na skalę globalną. W Stanach Zjednoczonych trwają już prace nad zupełnie nowymi, nieistniejącymi wcześniej formami życia, z których część powstała w wyniku przekształcenia kodu komputerowego w żywą tkankę.
- Prezydent Chin Xi Jinping ogłosił, że Chiny „muszą energicznie rozwijać naukę i technikę oraz dążyć do stania się głównym światowym ośrodkiem naukowym i wzbić się na wyżyny innowacyjności”, ze szczególnym naciskiem na tworzenie życia od podstaw. Strategia Chin obejmuje stworzenie obszernej bazy danych genomowych oraz agresywne ramy czasowe dla komercjalizacji modyfikowanych układów żywych. Przywódcy kraju dążą do gigantycznego awansu w łańcuchu wartości z pozycji „warsztatu świata” do rangi globalnego lidera nowoczesnych gałęzi przemysłu, takich jak biotechnologia i sztuczna inteligencja.
- Stany Zjednoczone i Chiny mogą być współzależne i wzajemnie polegać na swoich gospodarkach dla obopólnych korzyści, ale dążenie Chin do uzyskania statusu dominują­cego supermocarstwa technicznego, naukowego i gospodarczego od dawna powoduje napięcia między tymi dwoma krajami. Konieczne jest opracowanie skoordynowanego, wykonalnego planu działania, ponieważ charakter obecnych napięć geopolitycznych różni się od specyfiki naszych dawnych konfliktów.
- Możliwość edycji i tworzenia życia ma poważne implikacje społeczne, dlatego musimy zadbać o równowagę między zaufaniem publicznym a szybkością postępu biotechnologicznego. Będziemy musieli pogodzić nasze pragnienie prywatności z postępem, jaki niosą ze sobą olbrzymie bazy naszych danych genetycznych.
- Musimy sprawić, aby dostęp do tej przełomowej technologii był powszechny i sprawiedliwy. Podziały są jednak nieuniknione, ponieważ nie wszyscy będą ufać nauce i nie wszyscy będą mieć dostęp do najnowszych narzędzi. Z tego względu będziemy musieli przygotować się na poważne wyzwania natury społecznej, w tym zmierzyć się z proble­mem nierówności genetycznej. Rozwarstwienie, o którym mowa, będzie po części dotyczyło ludzi z ulepszonymi genomami – którzy mogą mieć szczególne zdolności lub którym zostały nadane specjalne przywileje – oraz ludzi, których DNA nigdy nie zostało zmodyfikowane.

Ta książka dotyczy również ciebie i twojego życia oraz decyzji, które będziesz musiał podjąć. Stoimy w obliczu radykalnych zmian – na krawędzi przepaści – i każdy z nas musi odegrać aktywną rolę w tworzeniu własnej przyszłości, już dziś podejmując świadome decyzje na podstawie rzetelnych informacji. Będziesz musiał dokonać wyborów o rozległych konsekwencjach, na przykład czy zsekwencjonować własny genom i co zrobić z tymi danymi. Albo, jeśli planujesz zostać rodzicem, czy chcesz zamrozić jajeczka, skorzystać z technik wspomaganego rozrodu, takich jak zapłodnienie in vitro (IVF), i na podstawie wyników badań gene­tycznych wybrać najsilniejszy z powstałych zarodków. Są to decy­zje, które nam samym są doskonale znane. W rzeczywistości to właśnie one zmusiły nas do napisania tej książki.

Aby zobaczyć, jaką przyszłość może kiedyś wykreować projekt genesis, należy najpierw przyjrzeć się przeszłości. W pierwszej części naszej książki opiszemy genezę biologii syntetycznej oraz historyczne etapy pracy naukowców rozszyfrowujących życie – i ostatecznie manipulujących jego właściwościami – z zamiarem stworzenia organizmów syntetycznych, których rodzicami są komputery. W drugiej części przedstawimy nowy wymiar biogospodarki, stworzony przez projekt genesis i obejmujący nieprzebrane zasoby fantastycznych leków, żywności, powłok przemys­łowych, tkanin, a nawet piwa i wina – jak również potencjalne rozwiązania biotechnologiczne palących problemów, takich jak rozprzestrzenianie się plastiku w oceanach, nasilanie się ekstremalnych zjawisk pogodowych czy też stale aktualne ryzyko pojawienia się groźnych wirusów i kolejnych pandemii. Zajmiemy się również zagrożeniami, jakie stwarza biologia synte­tyczna, od ataków cyberbiologicznych po nieuniknioną przepaść genetyczną, która oddzieli ludzi zamożnych, swobodnie korzystających z dobrodziejstw inżynierii genetycznej, od tych, których nie będzie na to stać. W trzeciej części przyjrzymy się różnym modelom przyszłości. W formie kreatywnych, hipotetycznych scenariuszy zaprezentujemy liczne sposoby, w jakie projekt genesis może zmienić świat. W ostatniej, czwartej części przedstawimy nasze zalecenia co do postępowania, które da pewność, że projekt genesis przyniesie nam najlepszą z możliwych przyszłości.

Najpierw jednak chcemy ci przedstawić młodego mężczyznę imieniem Bill.PRZYPISY

Wprowadzenie

Amy Webb, All the Pregnancies I Couldn’t Talk About, „The Atlantic”, 21 października 2019.

Heidi Ledford, Five Big Mysteries About CRISPR’s Origins, „Nature News”, 19 stycznia 2017, 541, nr 7637, s. 280, https://doi.org/10.1038/­541280a.

Daily Updates of Totals by Week and State, Centers for Disease Control and Prevention, www.cdc.gov/nchs/nvss/vsrr/covid19/index.htm.

Julius Fredens, Kaihang Wang, Daniel de la Torre, Louise F.H. Funke, Wesley E. Robertson, Yonka Christova, Tiongsun Chia i in., Total Synthesis of Escherichia coli with a Recoded Genome, „Nature”, 1 maja 2019, 569, nr 7757, s. 514–518, https://doi.org/10.1038/s41586-019-1192-5.

Embriette Hyde, Why China Is Primed to Be the Ultimate SynBio Market, „SynBioBeta”, 12 lutego 2019, https://synbiobeta.com/why-china­-is-primed-to-be-the-ultimate-synbio-market.

Thomas Hout, Pankaj Ghemawat, China vs the World: Whose Techno­logy Is It?, „Harvard Business Review”, 1 grudnia 2010, https://hbr.org/2010/12/china-vs-the-world-whose-technology-is-it.Rozdział 1

Wywiad przeprowadzony przez Amy Webb z Billem McBainem 9 października 2020.

Awad M. Ahmed, History of Diabetes Mellitus, „Saudi Medical Journal”, kwiecień 2002, 23, nr 4, s. 373–378.

Jacob Roberts, Sickening Sweet, „Science History Institute”, 8 grudnia 2015, www.sciencehistory.org/distillations/sickening-sweet.

L.J. Dominguez, G. Licata, The discovery of insulin: what really happened 80 years ago, „Annali Italiani di Medicina Interna”, wrzesień 2001, 16, nr 3, s. 155–162.

Robert D. Simoni, Robert L. Hill, Martha Vaughan, The Discovery of Insulin: The Work of Frederick Banting and Charles Best, „Journal of Biological Chemistry”, 28 czerwca 2002, 277, nr 26, https://doi.org­/10.1016/S0021-9258(19)66673-1.

Robert D. Simoni, Robert L. Hill, Martha Vaughan, op. cit.

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1923, Nobel Prize, www.nobelprize.org/prizes/medicine/1923/summary.

100 Years of Insulin, Eli Lilly and Company, www.lilly.com/discovery/100-years-of-insulin.

Two Tons of Pig Parts: Making Insulin in the 1920s, National Museum of American History, 1 listopada 2013, https://americanhistory.si.­edu/blog/2013/11/two-tons-of-pig-parts-making-insulin-in-he-1920s.html.

Statistics About Diabetes, American Diabetes Association, www.dia­­betes.org/resources/statistics/statistics-about-diabetes.

Eli Lilly Dies at 91, „New York Times”, 25 stycznia 1977, www.nytimes.com/1977/01/25/archives/eli-lilly-dies-at-91-philanthropist-and-exhead-of-drug-company.html.

Cloning Insulin, Genentech, 7 kwietnia 2016, www.gene.com/stories/cloning-insulin.

Our Founders, Genentech, www.gene.com/about-us/leadership/our-founders.

Victor K. McElheny, Technology: Making Human Hormones with Bacteria, „New York Times”, 7 grudnia 1977, http://timesmachine.nytimes.com/timesmachine/1977/12/07/96407192.html.

Victor K. McElheny, Coast Concern Plans Bacteria Use for Brain Hormone and Insulin, „New York Times”, 2 grudnia 1977, www.nytimes.com/1977/12/02/archives/coast-concern-plans-bacteria-use-for­-brain-hormone-and-insulin.html.

Kleiner-Perkins and Genentech: When Venture Capital Met Science, https://store.hbr.org/product/kleiner-perkins-and-genentech-when-venture-capital-met-science/813102.

Obecna wartość dolara z 1976 roku – kalkulator inflacji, https://www.inflationtool.com/us-dollar/1976-to-present-value?amount=1000000.

K. Itakura, T. Hirose, R. Crea, A.D. Riggs, H.L. Heyneker, F. Bolivar, H.W. Boyer, Expression in Escherichia coli of a Chemically Synthesized Gene for the Hormone Somatostatin, „Science”, 9 grudnia 1977, 198, nr 4321, s. 1056–1063, https://doi.org/10.1126/science.412251.

Genentech, Kleiner Perkins, www.kleinerperkins.com/case-study/genentech.

Cloning Insulin, op. cit.

Cloning Insulin, op. cit.

Suzanne White Junod, Celebrating a Milestone: FDA’s Approval of First Genetically Engineered Product, https://www.fda.gov/media/110447/download.