BIOHACKING
AMATORSKIE MODYFIKOWANIE DNA
BIOHACKING
AMATORSKIE MODYFIKOWANIE DNA
Coraz niższe koszty sprzętu,
umożliwiającego manipulacje kodem
DNA, otwierają nowe możliwości
przed ludźmi, którzy interesują się
biotechnologią. W ten sposób
narodził się „biohacking” –
polegający na amatorskim
modyfikowaniu DNA różnych
organizmów. „Hobby” to zdobywa
obecnie dużą popularność na całym
świecie.
Biohaker to osoba, która
eksperymentuje z DNA i innymi
aspektami genetyki, zwykle poza
laboratoriami akademickimi czy
rządowymi. Często zdarza się, że
studiował on biologię czy biotechnologię,
niekoniecznie zdobywając odpowiedni
tytuł naukowy. Jest on zdecydowanym
miłośnikiem nauki, który nawet
przedkłada postęp nad zysk.
Biohacking - biologia
syntetyczna dla mas
Stworzona niedawno integracja nauk
biologicznych, inżynieryjnych i matematycznych
nazywana biologią syntetyczną ma
potencjalnie bardzo szerokie zastosowanie.
Została stworzona w celu lepszego zrozumienia
mechanizmów sterujących biologicznymi
procesami. Opiera się ona na konstruowaniu lub
przebudowywaniu składników, w kombinacje i
systemy które nie występują naturalnie.
Organizacja syntetycznych genów w komórkach
jest bardzo złożona dlatego potrzebna jest
matematyczna precyzja aby stworzyć układy
oparte na działaniu tych genów, które gdy będą
wprowadzone do komórek będą spełniały ściśle
określone funkcje.
Głównym przeznaczeniem
biologii syntetycznej jest
przedstawienie i pozwolenie
zrozumieć mechanizm działania
biologicznych systemów aby na
tej podstawie zrekonstruować je,
ulepszyć i przystosować do
naszych potrzeb.
Biologia syntetyczna, ma
jednak także swoje wady. Jak się
okazało tworzone tym sposobem
systemy są nieprzewidywalne a
układy zależności genów są
bardziej podatne na mutacje i
utratę funkcji niż te naturalnie
występujące.
Jakie jest zatem zastosowanie
biologii syntetycznej?
Niektórzy upatrują w niej sposobu na zwiększenie
produkcji biotechnologicznej takich jak
produkcja białek użytecznych w farmakologii. Inni
widzą w biologii syntetycznej podstawę do
stworzenia komputerowego systemu, która
pozwoli na ominięcie prób klinicznych, które są
nieodłącznym etapem podczas wprowadzania
nowych leków. Przy użyciu biologii syntetycznej,
naukowcy mogliby typować struktury
chemiczne danych składników leku, a programy
i modele matematyczne imitujące metabolizm
komórkowy mogłyby służyć jako źródła informacji o
reakcjach żywych organizmów na te składniki.
Interesująca jest także potencjalna
możliwość tworzenia mikroorganizmów,
które całkowicie stworzone w
warunkach laboratoryjnych mogłyby
wytwarzać wszelkiego rodzaju
farmaceutyki, wykrywać
substancje toksyczne, rozkładać
zanieczyszczenia, niszczyć komórki
rakowe, produkować wodór dla
„samochodów przyszłości” czy
naprawiać uszkodzone geny.
Najistotniejsze jest jednak
zrozumienie wszystkich reakcji
biorących udział w tych procesach i
do tego ma służyć biologia
syntetyczna wsparta na modelach
matematycznych i wykorzystująca
systemy inżynieryjne.
Właśnie na biologii syntetycznej
opiera się amatorska modyfikacja
DNA – biohacking.
DIYBio – biologicznie zrób to
sam
DIYBio (Do It Yourself Bio) jest organizacją
amotorskich biologów i majsterkowiczów
biologicznych inżynierów zlokalizowanych na całym
kontynencie Ameryki Północnej jak i w Anglii.
Organizacja ta opiera się na procesie demokratyzacji
w dziedzinie biologi. Organizuje ogólnodostępne
laboratoria dla osób fizycznych, jak i amatorów,
projektów, które dążą do "super-wydajnych" biopaliw,
szczepionek, a nawet świecących w ciemności
tatuaży. Są one przykładem realizowanych projektów,
jak również projektu Melaminometer, który
wykrywa szkodliwe substancje chemiczne z 2008
skandalu chińskiego mleka.
Meredith L. Patterson:
Obecnie 32-letnia programistka, która pracuje
nad bakteriami jogurtowymi.
Chce by świeciły na zielono w obecności
melaminy.
Wiedzę pobiera na forum internetowym, DNA
meduzy również kupuje przez Internet, sprzęt
laboratoryjny skonstruowała sama.
Jedną z przykładowych inicjatyw,
służących biohackingowi, może
być Międzynarodowy Konkurs
Biologii Syntetycznej iGEM
(International Genetically
Engineered Machine)
organizowany przez bostoński
Massachusetts Institute of
Technology.
W tych prestiżowych zawodach,
urządzanych corocznie, uczestniczą
grupy studentów, którzy podczas
wakacji przygotowują swoje autorskie
projekty, w których, korzystając z
umieszczonych w banku genów
gotowych wycinków DNA nazywanych
BioBricks, mają za zadanie nadawać
żywym organizmom nowe, ściśle
zaplanowane i wymodelowane
użytecznie cechy.
Informacje o tych wycinkach są dostępne
publicznie i, jak twierdzą pomysłodawcy,
mają spełniać taką rolę, jak elektroniczne
komponenty. Dzięki takiemu rozwiązaniu,
na przykład studentom z Tajwanu udało
się opracować bakterię wspomagającą
pracę wątroby. Jak dotąd w iGEM wzięło
udział blisko 1200 osób, o których można
powiedzieć, że dysponują odpowiednią
wiedzą do pracy w warunkach domowych.
Jeden z uczestników iGEM stwierdził, że główną
przeszkodę stanowi wysoka cena sprzętu
potrzebnego do badań. Wykorzystując własne
doświadczenie sam zbudował dużo prostsze
urządzenie do elektroforezy żelowej
stosowanej przy wielu eksperymentach.
Uważa, że jego koszt mógłby być niższy, gdyby
zaczęto używać go do prywatnych badań.
Zestaw do Elektroforezy na żelu, DIY-style.
To technika używana w celu oddzielenia białka
w analizie molekularnej.
Postęp technologiczny
biohackingu
Światowy sukces firm takich jak np. Google, które
zaczynało swoją działalność w garażach, pokazuje,
że nie zawsze niezbędne są potężne nakłady
finansowe, aby zrobić coś pożytecznego. Tak więc,
skoro postęp technologii umożliwia w warunkach
domowych budowę elektrycznych samochodów i
rakiet, to może dzięki niemu także entuzjaści-
amatorzy biotechnologii wprowadzą w nasze życie
równie znaczące zmiany.
Postęp technologiczny biohackingu
cd.
Przykładowy koszt sekwencjonowania
jednej pary zasad DNA spadł z 1 dolara
w połowie lat 90. do 1/10 centa obecnie.
Cena zsyntetyzowania jednej cząsteczki
kodu także zmalała. Również obniżono
cenę dla uproszczonego zestawu do
elektroforezy na żelu, DIY-style -199
dolarów za produkt. Wraz z malejącą
ceną, genetycy-amatorzy wówczas
mogą łatwiej rozwijać swoje hobby.
Postęp technologiczny biohackingu
cd.
Obecny stan biohackingu jest często
porównywany z początkowym
okresem komputeryzacji, kiedy to
komputery były drogie i
skomplikowane, podczas gdy obecnie
można je łatwo montować z prostych
komponentów. Być może, kiedy cena
dostępnych urządzeń i wycinków DNA
jeszcze spadnie, to możliwe będzie
stworzenie biotechnologicznego
odpowiednika peceta.
Zdanie optymistów
• wiara w możliwość obniżenia kosztów
paliwa
• nadzieja na polepszenie naszego
zdrowia
• wynalezienie sposobu na leczenie
niektórych chorób
• lepsze poznanie naszego DNA
Zdanie pesymistów
• możliwość przeniknięcia
zmutowanych niebezpiecznych
patogenów do środowiska
• wyprodukowanie broni biologicznej,
która może trafić w niepowołane ręce
• kwestia etyki i braku regulacji
prawnych
Etyczne aspekty
biohackingu
Przy porównaniu należy pamiętać, że na
świecie jest znaczna liczba osób o
nieczystych intencjach, które mogą dostać
do rąk bardzo niebezpieczne narzędzie.
Konsekwencje wykorzystania biotechnologii
przez terrorystów lub szaleńców mogą mieć
opłakane i dalekosiężne skutki, ponieważ w
przeciwieństwie do komputerów w tym
wypadku nie istnieje możliwość resetu.
Problemem jest obecny brak regulacji
prawnych dotyczący biohackingu.
Ponadto, o ile możliwa jest kontrola
niektórych substancji niezbędnych do
modyfikacji DNA, to należy zdać
sobie sprawę, że, podobnie jak w
przypadku broni palnej, niektóre
osoby zdołają skutecznie ominąć lub
zlekceważyć ewentualne zakazy.
Jednak pomimo niebezpieczeństw
powinniśmy przyjąć, że postęp w tej
dziedzinie, bez względu na
ewentualne obostrzenia, i tak się
dokona. Pozostaje mieć nadzieję, że
tak jak w wypadku komputerów,
biotechnologia i biohacking przyniosą
nam w większości korzyści.