Teleportator biologis pertama terletak di laboratorium Synthetic Genomics Inc. (SGI), terletak di lantai dasar sebuah gedung di San Diego, dan terlihat seperti gerobak peralatan besar.
Pada kenyataannya, perangkat ini adalah kumpulan mesin kecil dan robot laboratorium - terhubung bersama, mereka membentuk satu perangkat besar. Ia mampu melakukan sesuatu yang belum pernah terjadi sebelumnya, yaitu mengirimkan kode digital untuk mencetak virus.
Dalam serangkaian percobaan yang memasuki fase terakhir mereka tahun lalu, para ilmuwan SGI mengirimkan serangkaian instruksi genetik dari tempat lain di dalam gedung untuk secara otomatis mereplikasi DNA dari virus influenza yang umum. Dengan cara yang sama, mereka membuat bakteriofag yang berfungsi (virus yang menginfeksi bakteri).
Meskipun ini bukan pertama kalinya virus dibuat dari bagian DNA, ini adalah pertama kalinya virus dibuat dalam mode otomatis, tanpa operasi manual.
Perangkat yang dijuluki "pengubah digital-ke-biologis" itu telah didemonstrasikan pada bulan Mei. Sejauh ini, ini hanya prototipe, tetapi di masa depan, alat semacam itu dapat mentransfer informasi biologis dari lokasi epidemi langsung ke produsen vaksin atau "mencetak" obat yang dipersonalisasi berdasarkan permintaan langsung di lokasi pasien.
“Selama satu dekade, kami bermimpi dapat mengirim formulir kehidupan faks,” kata Juan Henriquez dari Excel Ventus, perusahaan modal ventura yang telah berinvestasi di SGI. Dia membayangkan revolusi industri baru berdasarkan "pengubah biologis-digital" dengan besaran yang sama dengan revolusi yang pernah dihasilkan oleh pemetik kapas.
Craig Venter, seorang ahli biologi pembangkang yang mendirikan Synthetic Genomics pada tahun 2005 (meskipun dia tidak lagi mengambil bagian dalam aktivitas sehari-hari), mengemukakan kemungkinan penularan antarplanet dari bentuk kehidupan.
“Dia membahasnya dengan Elon Musk,” kata Dan Gibson, wakil presiden teknologi DNA SGI.
Video promosi:
Virus influenza
Tidak seperti Craig Venter, yang terkenal dengan pernyataan besar dan rencana ambisiusnya, Gibson dikenal di kalangan ahli biologi karena keterlibatannya dalam Majelis Gibson - reaksi yang menggabungkan potongan kecil DNA yang diperoleh di laboratorium menjadi gen yang lebih besar.
Printer DNA komersial BioXP 3200 SGI merupakan inti dari pengubah digital-ke-biologis. Ketika Gibson, di kantor, mengirim pesan ke konverter, itu mulai bekerja menggunakan bahan kimia yang dimuat sebelumnya. Kami akan mengirimkan pesan seperti itu dari mana saja.
Pada akhir Mei, tim Gibson mengungkap bagaimana mereka menggunakan printer untuk membuat DNA, RNA, protein dan virus "secara otomatis dari urutan DNA yang ditransmisikan secara digital tanpa campur tangan manusia."
Pengerjaan konverter digital-ke-biologis dimulai pada 2013, ketika SGI dan produsen obat Novartis melakukan tes untuk melihat apakah data dari epidemi influenza dapat digunakan untuk membuat benih virus dengan cepat yang digunakan dalam produksi vaksin.
Peluang verifikasi datang pada Maret tahun itu, ketika China mengumumkan epidemi virus influenza H7N9 dan membuat urutan DNA-nya tersedia untuk umum. (H dan N dalam nama jenis flu merujuk pada hemagglutinin dan neuraminidase, protein pada lapisan luar virus yang dikenali oleh sistem kekebalan manusia.) “Saat itu Minggu Paskah,” kenang Gibson, “ketika saya menerima email yang melaporkan kepanikan virus di China. flu burung H7N9. Jadi kami bisa mendapatkan urutan DNA dengan sangat cepat."
Dua hari kemudian, tanpa akses ke sampel, dengan hanya urutan digital, SGI mensintesis gen protein H dan N pada printer DNA. Untaian DNA ini dikirim ke Novartis, di mana mereka membuat strain virus yang berisi informasi genetik baru untuk produksi vaksin. Saat itulah gagasan tentang pengubah digital-ke-biologis menjadi kenyataan, kata Gibson. “Saya berkata, bisakah kita menggabungkan semuanya dalam satu kotak?” Kenangnya.
Gibson berharap dapat membangun bisnis yang menguntungkan dengan perangkat tersebut. “Bayangkan,” katanya, “bahwa Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit Menular di Atlanta menguraikan informasi genetik untuk antibodi terhadap penyakit seperti Ebola, yang mengancam epidemi. Kode ini dapat dikirim ke konverter di seluruh dunia dan produksi penawarnya dapat dimulai. Saya yakin itu akan mungkin terjadi dalam waktu dekat."
Masalah kesalahan
Sama menakjubkannya dengan kemampuan memprogram kehidupan dan mendistribusikannya dari jarak jauh, kegunaan teleportasi biologis tetap menjadi bahan perdebatan. Membangun stok kecil benih virus memang penting, tetapi ini hanya satu langkah untuk menghasilkan vaksin dalam jumlah yang nyata untuk seluruh negara. Virus yang dilemahkan yang ditemukan dalam suntikan flu harus berkembang menjadi triliunan telur ayam - proses yang direncanakan dengan cermat yang memakan waktu enam bulan.
“Untaian DNA yang dihasilkan oleh konverter SGI masih rentan terhadap kesalahan atau mutasi acak. Mutasi ini akan sangat tinggi … untuk produksi vaksin atau obat-obatan,”tulis David Evans, ahli virus di University of Alberta.
Namun, menurut Evans, "Meskipun ada sedikit hal baru dalam setiap langkah, langkah-langkah yang digabungkan untuk menghasilkan DNA fungsional cukup mengesankan … Selesaikan masalah kesalahan dan Anda memiliki perangkat yang diinginkan semua orang."
Gibson mengatakan dia sedang mencari solusi untuk masalah kesalahan dan juga mencoba mengecilkan konverter ke ukuran yang dapat diterima. Sekarang perangkat tersebut mengambil volume mobil Fiat 500.
Panspermia
SGI belum memiliki "kehidupan tercetak" - kebanyakan ahli biologi tidak menganggap virus itu hidup. Tetapi perusahaan dapat melakukan pendekatan ini. Pada tahun 2016, SGI mengumumkan pembuatan "sel minimal", bakteri dengan genom terkecil, yang dapat berfungsi sebagai pita kaset untuk merekam instruksi genetik baru. Karena "sel minimal adalah bentuk kehidupan yang paling sederhana," kata Gibson, masuk akal untuk mencoba mencetaknya.
Beberapa pendukung SGI, termasuk Craig Venter, menjelaskan bahwa tahap akhir DNA pencetak adalah transfer bentuk kehidupan antar planet. Dalam skenario yang diusulkan, sebuah mesin - pencipta rantai DNA dari fragmen - dapat dikirim ke Mars untuk mendapatkan kode genetik makhluk hidup - atau yang dekat dengannya - bentuk.
Data ini kemudian dapat dikirim ke konverter di Bumi yang akan merekonstruksi bentuk kehidupan asing, kemungkinan di laboratorium dengan keamanan tinggi. Sekelompok karyawan SGI secara singkat bekerja dengan ilmuwan NASA di Gurun Mojave pada tahun 2013, menguji berbagai aspek teori tersebut. "Kami mengisi bus dengan semua yang kami butuhkan, mengisolasi beberapa sampel dan mengurutkan mereka," kata Gibson.
Mengirim informasi tentang kehidupan ke luar angkasa mungkin lebih menarik. Salah satu teori asal mula kehidupan di Bumi, yang dikenal sebagai panspermia, adalah bahwa kehidupan dibawa oleh meteorit atau komet. Mengirim pengubah biologis ke luar angkasa akan menjadi semacam "balasan" dari umat manusia, kata Juan Enriquez, dengan menyebarkan kehidupan lebih jauh.
“Saya ingin melakukan sesuatu di luar dunia ini - mengirim benda seperti itu ke Mars dan mencetak bahan bakar, atau mencetak sebagian atmosfer, atau nutrisi,” katanya.
Ini menimbulkan pertanyaan tentang bentuk kehidupan mana atau urutan genetik mana yang akan dikirim lebih dulu. Craig Venter diam-diam menggunakan DNA-nya sendiri untuk urutan genom manusia pertama, yang diterbitkan pada tahun 2003.
Ketika ditanya apakah Venter akan mereproduksi genomnya di planet lain, Gibson dan Enriquez menjawab hal yang sama: "No comment."
Vadim Tarabarko
