Il primo teletrasporto biologico si trova nel laboratorio di Synthetic Genomics Inc. (SGI), situato al piano terra di un edificio a San Diego, e si presenta come un grande carrello per le attrezzature.
In realtà, questo dispositivo è una raccolta di piccole macchine e robot da laboratorio: collegati tra loro, formano un unico grande dispositivo. È in grado di fare qualcosa di senza precedenti, ovvero trasmettere un codice digitale per stampare virus.
In una serie di esperimenti che sono entrati nella loro fase finale lo scorso anno, gli scienziati della SGI hanno inviato serie di istruzioni genetiche da altre parti dell'edificio per replicare automaticamente il DNA dei comuni virus influenzali. Allo stesso modo, hanno creato un batteriofago funzionante (un virus che infetta i batteri).
Sebbene questa non sia la prima volta che un virus viene creato da parti del DNA, questa è la prima volta che un virus viene creato in modalità automatica, senza operazioni manuali.
Il dispositivo, soprannominato un "convertitore digitale-biologico", è stato dimostrato a maggio. Finora, questo è solo un prototipo, ma in futuro tali strumenti potrebbero trasferire informazioni biologiche dal sito delle epidemie direttamente ai produttori di vaccini o "stampare" medicinali personalizzati su richiesta direttamente presso la sede del paziente.
"Per un decennio abbiamo sognato di poter inviare via fax le forme di vita", afferma Juan Henriquez di Excel Ventus, una società di venture capital che ha investito in SGI. Immagina una nuova rivoluzione industriale basata su un "convertitore digitale-biologico" della stessa portata della rivoluzione prodotta una volta dal raccoglitore di cotone.
Craig Venter, un biologo dissidente che ha fondato la Synthetic Genomics nel 2005 (sebbene non prenda più parte alle sue attività quotidiane), suggerisce la possibilità di trasmissione interplanetaria delle forme di vita.
"Ne ha discusso con Elon Musk", afferma Dan Gibson, vicepresidente della tecnologia DNA di SGI.
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Virus influenzali
A differenza di Craig Venter, famoso per le grandi dichiarazioni e i piani ambiziosi, Gibson è noto tra i biologi per il suo coinvolgimento nell'Assemblea Gibson, una reazione che fonde piccoli pezzi di DNA ottenuti in un laboratorio in geni più grandi.
La stampante di DNA commerciale BioXP 3200 di SGI è il cuore del convertitore da digitale a biologico. Quando Gibson, in ufficio, invia un messaggio al trasformatore, inizia a funzionare utilizzando sostanze chimiche precaricate. Avremmo inviato un messaggio del genere da qualsiasi luogo.
Alla fine di maggio, il team di Gibson ha svelato come hanno utilizzato una stampante per creare DNA, RNA, proteine e virus "automaticamente da sequenze di DNA trasmesse digitalmente senza intervento umano".
Il lavoro sul convertitore da digitale a biologico è iniziato nel 2013, quando SGI e il produttore di farmaci Novartis hanno condotto una sperimentazione per vedere se i dati dell'epidemia di influenza potevano essere utilizzati per creare rapidamente virus seme utilizzati nella produzione di vaccini.
L'opportunità di verifica arrivò nel marzo di quell'anno, quando i cinesi annunciarono un'epidemia del virus dell'influenza H7N9 e resero pubblicamente disponibile la sua sequenza di DNA. (La H e la N nel nome del tipo di influenza si riferiscono a emoagglutinina e neuraminidasi, proteine sul rivestimento esterno del virus che il sistema immunitario umano riconosce.) "Era la domenica di Pasqua", ricorda Gibson, "quando ho ricevuto un'e-mail sul panico virale in Cina. influenza aviaria H7N9. Quindi abbiamo avuto l'opportunità di ottenere la sequenza del DNA molto rapidamente."
Due giorni dopo, senza accesso ai campioni, con solo sequenze digitali, SGI ha sintetizzato i geni delle proteine H e N su una stampante DNA. Questi filamenti di DNA sono stati inviati a Novartis, dove hanno creato un ceppo virale contenente nuove informazioni genetiche per la produzione vaccini. Fu allora che l'idea di un convertitore da digitale a biologico divenne realtà, ha detto Gibson. "Ho detto, possiamo mettere tutto insieme in una scatola?", Ricorda.
Gibson spera di costruire un business redditizio con il dispositivo. "Immagina", dice, "che il Centro per il controllo e la prevenzione delle malattie infettive di Atlanta decifra le informazioni genetiche per un anticorpo contro una malattia come Ebola, che sta minacciando un'epidemia. Questo codice può essere inviato ai convertitori di tutto il mondo e può iniziare la produzione dell'antidoto. Credo che sarà possibile nel prossimo futuro ".
Problemi di errore
Per quanto sorprendente quanto la capacità di programmare la vita e distribuirla a distanza, l'utilità del teletrasporto biologico rimane oggetto di dibattito. La creazione di un piccolo stock di virus delle sementi è importante, ma è solo un passo verso la produzione di un vaccino in quantità tangibili per un intero paese. I virus attenuati trovati nei vaccini antinfluenzali devono essere coltivati in trilioni nelle uova di gallina, un processo attentamente pianificato che richiede sei mesi.
“I filamenti di DNA prodotti dal convertitore SGI sono ancora soggetti a errori o mutazioni casuali. Queste mutazioni saranno inaccettabilmente alte … per la produzione di vaccini o prodotti farmaceutici , scrive David Evans, virologo dell'Università di Alberta.
Eppure, secondo Evans, "Sebbene ci siano poche novità in ogni singolo passaggio, i passaggi messi insieme per produrre DNA funzionale sono piuttosto impressionanti … Risolvi il problema dell'errore e avrai un dispositivo che tutti vogliono".
Gibson dice che sta cercando una soluzione al problema dell'errore e sta anche cercando di ridurre il convertitore a una dimensione accettabile. Ora il dispositivo occupa il volume di un'auto Fiat 500.
Panspermia
La SGI non ha ancora "vita stampata" - la maggior parte dei biologi non considera i virus vivi. Ma l'azienda può avvicinarsi a questo. Nel 2016, SGI ha annunciato la creazione di una "cellula minima", un batterio con il genoma più piccolo di tutti, che potrebbe servire da cassetta per la registrazione di nuove istruzioni genetiche. Poiché "la cellula minima è la forma di vita più semplice", ha detto Gibson, sarebbe logico provare a stamparla.
Alcuni sostenitori della SGI, tra cui Craig Venter, chiariscono che lo stadio finale per il DNA della stampante sarà il trasferimento di forme di vita tra i pianeti. Nello scenario proposto, una macchina - la creatrice di filamenti di DNA da frammenti - potrebbe essere inviata su Marte al fine di ottenere il codice genetico di qualsiasi forma vivente - o vicino a loro -.
Questi dati potrebbero quindi essere trasmessi a un convertitore sulla Terra che ricostruirà la forma di vita aliena, possibilmente in un laboratorio di alta sicurezza. Un gruppo di dipendenti della SGI ha lavorato brevemente con gli scienziati della NASA nel deserto del Mojave nel 2013, testando vari aspetti della teoria. "Abbiamo caricato il bus con tutto ciò di cui avevamo bisogno, isolato alcuni dei campioni e li abbiamo sequenziati", ha detto Gibson.
L'invio di informazioni sulla vita nello spazio può essere di interesse ancora maggiore. Una teoria per l'origine della vita sulla Terra, nota come panspermia, era che la vita fosse stata introdotta da un meteorite o da una cometa. L'invio di convertitori biologici nello spazio sarebbe una sorta di "vendetta" dell'umanità, dice Juan Enriquez, diffondendo ulteriormente la vita.
"Voglio fare qualcosa al di fuori di questo mondo: inviare una cosa del genere su Marte e stampare carburante, o stampare parte dell'atmosfera o sostanze nutritive", dice.
Ciò solleva la questione di quale forma di vita o quale sequenza genetica inviare per prima. Craig Venter ha usato segretamente il proprio DNA per la prima sequenza genomica umana, pubblicata nel 2003.
Quando è stato chiesto se Venter avrebbe riprodotto il suo genoma su un altro pianeta, Gibson ed Enriquez hanno risposto lo stesso: "Nessun commento".
Vadim Tarabarko
