Биологический телепорт: как работает «факс» по передаче вирусов на Марс
«Биологический телепорт, способный распространять жизнь по Галактике», — громко разрекламировал в августе 2017 года разработку калифорнийской компании Synthetic Genomics Inc. (SGI) журнал MIT Technology Review. Эта формулировка — безусловный аванс устройству, которое в самой SGI назвали «цифробиологическим» (digital-to-biological) преобразователем. В чем его уникальность?
Основатель SGI — знаменитый американский ученый-генетик Крейг Вентер. Он прославился благодаря работам по расшифровке генома человека, а в 2010-м первым синтезировал искусственную культуру бактерии. Тогда «сборка» микроорганизма происходила «вручную», то есть сотрудники лаборатории Вентера объединяли в цепочки элементы молекулы ДНК (нуклеотиды) и лишь частично привлекали к синтезу бактерии — пивные дрожжи.
После семи лет трудов Вентер, его соратник и президент SGI Дэниэл Гибсон с сотрудниками совершили новый прорыв в синтезировании искусственной жизни. Они изобрели так называемый биопринтер BioXP3200. Устройство берет на себя все функции, которые раньше выполняли в лабораторных условиях ученые, то есть само выстраивает правильные цепочки нуклеотидов. В принтер лишь загружаются цифровая инструкция и «чернила» — химические растворы элементов ДНК. А далее по этой инструкции аппарат «оживляет» элементы, создавая из них молекулу.
«Цифробиологический» преобразователь — следующая ступень эволюции изобретений SGI. Принцип работы устройства ученые описали в майском номере журнала Nature Biotechnology. Оно представляет собой комплекс лабораторных роботов и приборов, соединенных в единую сеть. Ключевой элемент — BioXP3200. Цифровые инструкции для печати молекул в преобразователе принтер получает по интернету, то есть теоретически послать набор данных с «кодом» микроорганизма для сборки можно из любой точки планеты.
Прототип преобразователя уже прошел тестовое испытание. Когда в марте власти КНР обнародовали данные ДНК вируса бушующего в стране птичьего гриппа, SGI отправила эти данные по сети на преобразователь в соседнем помещении, и тот без доступа к оригинальным образцам генов вируса самостоятельно синтезировал их. Затем на основе работы устройства ученые создали вакцину.
Впечатляющий результат теста уже оценили инвесторы SGI: директор фонда Excel Ventures сравнил потенциал преобразователя в передаче «по факсу» живых организмов с эффектом, который в свое время оказала на промышленность хлопкоочистительная машина (коттон-джин). Вентер и Гибсон надеются монетизировать изобретение. Если оснастить клиники по всему миру преобразователями, то можно было бы производить массовую рассылку вакцин для борьбы с лихорадкой Эбола и другими заболеваниями, объяснил президент SGI. Есть и более визионерское применение устройства — пересылка земных бактерий на другие планеты, отметил Вентер. Эту перспективу он уже обсуждал с основателем SpaceX Илоном Маском, который в ближайшие годы надеется отправить экспедицию на Марс.