Aj keď sa samotná technológia nevyvíjala tak rýchlo, ako sme chceli, teraz sme na križovatke, kde musíme skúmať zbližovanie technológií. Ako je to, čo sa deje v robotike, určuje to, čo sa deje v oblasti 3D tlače? Čo možno dosiahnuť uplatnením najnovšieho pokroku v oblasti kvantového výpočtovej techniky na nanotechnológiu? Medzi všetkými týmito líniami je jedna zvláštna zvláštna križovatka: umelá inteligencia a genomika. V každej z týchto oblastí je neustály pokrok, ale Jamie Metzel verí, že práve ich zbližovanie nás priblíži k nepreskúmaným územiam, o ktorých sme snívali pri čítaní sci-fi. „Začne sa ťahanie za vojnu a bude to súťaž medzi realitou našej biológie, jej zabudovanými obmedzeniami a rozsahom našich ašpirácií,“hovorí.
Metzel je senior členom Atlantickej rady. Minulý týždeň hovoril o svojich názoroch na genomiku a inteligenciu a o tom, kam nás ich zbližovanie zavedie.
Život, na ktorý sme zvyknutí
Metzel vysvetľuje, že genomika ako pole sa vyvíjala pomaly - ale rýchlo naberala na sile. V roku 1953 James Watson a Francis Crick identifikovali štruktúru dvojitej špirály DNA a uvedomili si, že poradie párov báz obsahuje poklad genetickej informácie. Bola to kniha života, našli sme ju.
V roku 2003, keď bol dokončený projekt ľudského genómu (po 13 rokoch a vynaložených 2,7 miliardy dolárov), sme sa dozvedeli, že genóm pozostáva z 3 miliárd párov báz a umiestnenia špecifických génov na našich chromozómoch. Kniha života neexistovala - bolo ju možné prečítať.
O pätnásť rokov neskôr - v roku 2018 - sme už zvládli zručnosti na presné úpravy génov rastlín, zvierat a ľudí. Všetko sa rýchlo mení a tlačí nás na nové hranice. Zabudnite na čítanie knihy života - učíme sa ju písať.
"Čítajte, píšte a hackujte - je zrejmé, že ľudské bytosti sú len ďalšou formou informačnej technológie a rovnako ako naša informačná technológia vstúpila do exponenciálnej krivky objavu, vstúpime tiež do seba," hovorí Metzel. "A to sa pretína s revolúciou AI."
Propagačné video:
Life Science Plus Machine Learning
V roku 2016 program AlphaGo spoločnosti DeepMind porazil najlepšieho hráča na svete. V roku 2017 sa objavil AlphaGo Zero: na rozdiel od AlphaGo sa AlphaGo Zero nenaučil z predchádzajúcich hier go, ale jednoducho sa naučil pravidlá hry go - a počas štyroch dní porazil program AlphaGo.
Naša vlastná biológia je určite oveľa zložitejšia ako hra Go, a preto by sme mali začať. „Systém našej vlastnej biológie, ktorému sa snažíme porozumieť, je obrovský, ale čo je dôležitejšie, zrozumiteľný.“
Vezmite štandardný súbor pravidiel našej biológie, údaje o genóme - a nakoniec môžete dokonca prekonať samotnú prírodu.
Mnoho krajín už tieto údaje začína vyrábať. Britská zdravotnícka služba nedávno oznámila plán sledovania genómov piatich miliónov Britov v priebehu nasledujúcich piatich rokov. V USA výskumný program Všetci z nás sleduje milión Američanov. Čína je ešte agresívnejšia pri sledovaní svojej populácie a jej cieľom je do roku 2020 sekvenovať polovicu všetkých novorodencov.
„Budeme mať obrovské súbory sekvenovaných genomických údajov,“hovorí Metzel. „Skutočný objav príde porovnaním sekvenovaných genómov ľudí s ich elektronickými lekárskymi záznamami a nakoniec s ich životnými záznamami.“
Ďalšou vecou je prinútiť ľudí, aby dobrovoľne zdieľali svoje údaje. Tu však môže byť nedostatočná ochrana súkromia v Číne významnou výhodou.
Na to, aby sme porovnali genotypy a fenotypy v mierke - najprv milióny, potom stovky miliónov, potom miliardy - podľa Metzel, budeme potrebovať nástroje na umelú inteligenciu a analýzu veľkých dát a algoritmy, ktoré sú omnoho lepšie ako tie, ktoré poznáme. Tieto nástroje nám umožnia prejsť od presnej medicíny k prediktívnej medicíne, aby sme presne vedeli, kde a kedy sú rôzne choroby pripravené na výskyt, a zastavili ich výskyt.
Keď však odomkneme vlastnú genetiku, nebude to len zdravotná starostlivosť. V konečnom dôsledku ide o to, kto a čo sme - ľudia. Je to o identite.
Dizajnérske deti a ich deti
Podľa Metzel bude najzávažnejšou aplikáciou našich genomických poznatkov v šľachtení embryí.
V súčasnosti vám postupy oplodnenia in vitro (IVF) umožňujú extrahovať asi 15 vajíčok, oplodniť ich a potom pred implantáciou vykonať genetické testovanie; v tejto chvíli môžete zistiť, ako vyzerajú choroby spojené s mutáciou jedného génu, a jednoduché vlastnosti, ako je farba vlasov alebo očí. Keď sa dostaneme k miliónom ľudí a potom miliardám ľudí so sekvencovanými genómami, môžeme získať prehľad o tom, ako funguje genetika v mierke, a môžeme robiť rozumnejšie rozhodnutia.
Predstavte si, že navštívite kliniku plodnosti v roku 2023. Podáte kúsok kože alebo krvnú vzorku a pomocou gametogenézy in vitro (IVG) sa z vašej pokožky alebo krvných buniek stanú vajíčka alebo spermie, aj keď sú neplodné, ktoré sa neskôr dajú zlúčiť do embryí. Desiatky stoviek embryí vytvorených z umelých gamét darujú niekoľko buniek, po ktorých sa tieto bunky sekvenujú. Génové sekvencie vám hovoria o pravdepodobnosti určitých vlastností a chorôb. „Keď je genetický základ všade, budeme schopní s ešte vyššou úrovňou presnosti pochopiť, ako bude zdravé dieťa vyrastať.“
To podľa jeho názoru môže viesť k divokým a desivým následkom: ak zoberiete 1 000 vajíčok a vyberiete si jedno s optimálnymi genetickými sekvenciami, potom si môžete „vziať“svoje embryo s niekým iným, kto urobil podobné veci na inej genetickej línii. "Vaše 5-dňové embryo a mimozemské 5-dňové embryo bude mať dieťa v procese IVG," hovorí Metzel. „Potom bude mať toto dieťa dieťa s ďalším päťdňovým embryom z inej genetickej línie, a môžete pokračovať ďalej a ďalej.“
Znie to šialene, však? Ale počkajte, to nie je všetko. Ako povedal Jason Pontin v tomto roku pre káblové pripojenie, „technológie na úpravu génov ako CRISPR-Cas9 uľahčia opravu, pridanie alebo odstránenie génov počas IVG, odstránenie chorôb alebo zlepšenie, ktoré sa vlnia v detskom genóme. To všetko môže znieť ako sci-fi, ale pre tých, ktorí sledujú tento výskum, sa zdá, že kombinácia úpravy génov a IVG je viac ako len pravdepodobná - nevyhnutný vývoj. ““
Všetko bláznivé je jednoduché
Po vystúpení na klzkom svahu úpravy génov a párovaní embryí sa pustíme do dystopickej rasy, aby sme vytvorili dokonalého človeka. Ak si niekto vyberie toľko času a úsilia na výber svojich embryí, pýta sa Metzel, ako si vyberie manželského partnera pre svoje deti? IVG mu umožní zrýchliť vývoj.
„Všetci musíme byť súčasťou inkluzívneho, integrovaného, globálneho dialógu o budúcnosti nášho druhu,“hovorí Metzel. „Zdravotnícki odborníci budú v tejto súvislosti dôležitými uzlami.“V neposlednom rade môže tento dialóg nastoliť otázku prístupu k technológiám, ako je IVG; Mali by sme podniknúť určité kroky, aby IVG neprešiel z nástroja bohatej menšiny na nástroj ešte bohatšej a väčšej menšiny, čím by sa prehĺbila nerovnosť a ďalej polarizovala spoločnosť?
Ako poznamenáva Pontin, pred 40 rokmi spôsobil IVG strach, zmätok a odolnosť - a dnes je oplodnenie in vitro také bežné a rozšírené, ako milióny zdravých detí, ktoré sa vytvorili pomocou tejto technológie.
Ilja Khel