Andrew Hessel sagt, dass der Aufbau menschlicher Genome von Grund auf unzählige medizinische Vorteile und zusätzliche Vorteile für die gesamte synthetische Biologie hätte. (Illustration von Calum Heath)

Das menschliche Betriebssystem wird überarbeitet

Vergessen Sie die Bearbeitung von Genen. Dieser Typ möchte brandneue schreiben.

Das derzeit kühnste Wissenschaftsprojekt? Es ist nicht Elon Musks Rennen zum Mars oder die nächste Iteration des Large Hadron Collider. Stattdessen haben viele Leute noch nichts davon gehört.

Stellen Sie sich das so vor: Derzeit bauen synthetische Biologen weltweit neuartige Organismen von Grund auf für eine Reihe von Zwecken in Medizin, Energie, Landwirtschaft und anderen Bereichen. Das Projekt, über das ich spreche, Human Genome Project-write (oder GP-write, wie das Projekt genannt wird), zielt darauf ab, mit denselben Werkzeugen einen viel bekannteren Organismus aufzubauen: eine menschliche Zelle mit der gesamten erforderlichen DNA mehr menschliche Zellen zu produzieren. Die Beherrschung dieser Technik könnte Krankheiten auslöschen und andere Anwendungen hervorrufen, die wir uns noch nicht vorstellen können. Es ist die ultimative technische Blaupause fürs Leben.

Was folgt, ist ein langes Gespräch mit dem synthetischen Biologen Andrew Hessel - und das aus einem bestimmten Grund. Hessel ist die Person, die das GP-Write-Projekt ins Leben gerufen hat und eine kontroverse Idee - im Jahr 2016 stellten Wissenschaftlerkollegen die Ziele von GP-write in Frage und bemängelten, was sie als übermäßige Geheimhaltung betrachteten - in eine globale Bewegung mit fast 1.000 Beteiligten verwandelte. Dies ist das erste Mal, dass er die Geschichte hinter diesem Mondschuss erzählt, um das menschliche Leben neu zu gestalten.

Dieses Interview wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit bearbeitet.

Was ist der große praktische Vorteil, bevor wir uns mit dem GP-Write-Projekt befassen? Warum sollten sich die Leute darum kümmern?

Dies ist ein Projekt, das buchstäblich jedes menschliche Leben berühren wird. Wenn wir erfolgreich sind, wird es wirklich die Kraft der Biologie freisetzen. Es gibt uns die Möglichkeit, Krankheiten zu heilen, Ökosysteme zu reparieren und - weil es uns die Möglichkeit gibt, Ressourcen von Grund auf neu zu gestalten und auszubauen - die Menschheit auf umweltfreundliche Weise zu erhalten.

Woher kam GP-Write und warum bist du einer der Leute, die es leiten?

Ich bin etwas schwer zu definieren, aber die Rolle, die ich in vielen Projekten zu spielen scheine, ist ein Katalysator. Ich helfe dabei, Menschen zusammenzubringen, neue Ideen zu entdecken und zu sehen, ob wir nichts bewirken können. Ich mag es, bestimmte Technologien in ihrer frühen Phase zu fördern.

In Bezug auf die Ausbildung bin ich Mikrobiologe und Zellbiologe, obwohl es Jahre her ist, seit ich wirklich auf der Bank gearbeitet habe. Ich war früher in meiner Karriere an Genomkartierungsprojekten in bakteriellen Genomen beteiligt und wechselte dann bei einem großen Pharmaunternehmen [Amgen] zu Bio-Pharma. Verbrachten sieben Jahre mit ihnen, um die Grundlagen der Arzneimittelentwicklung und die dahinter stehende Forschung kennenzulernen.

Von dort aus habe ich mich seit fast 15 Jahren als synthetischer Biologe definiert. Jemand, der keine Genome zerlegt oder mit Organismen arbeitet, um ihren Stoffwechsel zu verstehen, sondern jemand, der anfängt, Organismen zu entwerfen und zu bauen.

Nachdem ich Pharma verlassen hatte, erkannte ich die Parallelen zwischen der Computerwelt und der Biotech-Welt - der Welt der synthetischen Biologie, in der Sie codieren, wirklich Code schreiben, um Ihre neuen Anwendungen zu erstellen. Und ich wollte keinen proprietären Code schreiben. Ich wollte in der Lage sein, Open-Source-Code zu verwenden und die gesamte Community in die Lage zu versetzen, unter die Haube der Projekte zu schauen, um die Zusammenarbeit zu vereinfachen und wirklich nur die Grundlage der Wissenschaft zu respektieren, die Transparenz und Offenheit sein sollte.

Zuletzt habe ich mit Autodesk zusammengearbeitet und sie im Wesentlichen in der Biostrategie und beim Prototyping eines neuartigen Krebsbekämpfungsvirus geführt. Ich bin vor kurzem gegangen, weil unsere Arbeit mit Krebsviren erfolgreich war, und habe sie in ein anderes Unternehmen, Humane Genomics, ausgegliedert. Das ist, was ich derzeit mache, neben der Unterstützung bei der Leitung des GP-Schreibens.

Lassen Sie uns dies als Übergang in die Ursprungsgeschichte für GP-write verwenden, da es sich um ein Open-Source-Projekt handelte, bis es zu einem geheimen Projekt wurde. Ich habe nur gescherzt.

Nun, für mich geht der Ursprung von GP-Write tatsächlich auf den Abschluss des Genomprojekts zurück. Das Humangenomprojekt wurde in den 1980er Jahren gegründet, in den 1990er Jahren gestartet und der erste Entwurf wurde im Jahr 2000 fertiggestellt. Denken Sie daran, dies ist der Wettlauf zwischen der akademischen Gruppe und Unternehmensgruppen um die Sequenzierung des menschlichen Genoms, und es war aufregend.

Aber als der erste Entwurf fertig war, entleerte sich die gesamte Genomblase, die durch 3 Milliarden Dollar Bargeld und globale Aktivitäten aufgeblasen worden war. Und plötzlich war es nur noch eine Mop-Up-Aufgabe, das Genom fertigzustellen, Abschnitte zu schließen und Genomzentren abzuwickeln.

Wir sprechen jetzt Gottes Sprache; Jetzt mach den Abwasch.

Ja. Ja schon. Intern hatten wir bei [meinem] Bio-Pharmaunternehmen gerade diese riesige Informationsflut, deren Durchsuchen und Validieren Jahre dauern würde. Für mich war es eine sehr langweilige Zeit zwischen 2000 und 2003. Es war der perfekte Zeitpunkt, um auszusteigen und etwas Neues zu tun.

Ich begann mich zu konzentrieren, schau, wir haben gelesen, wir gehen in die Hochleistungsanalyse über, das nächste ist das Schreiben. Dies ist nur eine grundlegende Sprache: Lesen, Schreiben, Verstehen. Und so begann ich mich auf das Schreiben von DNA zu konzentrieren und versuchte, die Aktivitäten in meinem Bio-Pharmaunternehmen intern zu fördern, und niemand war daran interessiert. Niemand wollte daran denken, ein Genom zu schreiben. Ich dachte immer, dass die akademische Gemeinschaft oder einige Gruppen zu der gleichen Erkenntnis kommen werden, dass wir uns jetzt als wissenschaftliche und technische Gemeinschaft auf neue Technologien zum Schreiben von DNA konzentrieren sollten.

Als die synthetische Biologie um 2003 einen Namen bekam, dachte ich: „Oh wow! Dies wird die Community sein, die DNA schreibt. Es wird absolut erstaunlich. Die gesamte wissenschaftliche Welt wird anfangen, darauf zu springen. “ Und stattdessen begann es wirklich langsam.

Viele Wissenschaftler waren sich nicht einmal sicher, ob dies einen Wert hatte oder ob man ein Genom oder sogar einen Abschnitt eines Genoms entwerfen könnte. Die Synthesetechnologien waren zu teuer, und es gab alles, wissen Sie, "was ist der Wert des Schreibens von DNA gegenüber dem Klonen?" und all diese Argumente.

Für mich war die Tatsache, dass das nächste Genomprojekt um 2003 nicht erschien, frustrierend, und jedes Jahr danach wurde es für mich immer frustrierender. Bis 2009, 2010, bin ich immer noch überrascht, dass es kein koordiniertes Genomprojekt gibt, da Craig Venter 2010 das erste synthetische Bakteriengenom hergestellt und dieses veröffentlicht hat.

Schneller Vorlauf bis 2012, ich hatte diesen neuen Job bei Autodesk erhalten. Ich schrieb ein Stück für die Huffington Post und stellte die Frage: "Ist es nicht Zeit für ein neues Humangenomprojekt?" Aber die Antwort war im Grunde "Nein".

Erstaunlicherweise konnte ich durch eine Reihe von Veranstaltungen, auf die ich bei Interesse eingehen kann, der synthetischen Hefegemeinschaft 2015 vorschlagen, ein menschliches Genom als Projekt zu schreiben. Falsches Publikum.

Begleite mich ein bisschen.

Sicher. Also startet Craig Venter das erste synthetische Bakteriengenom, einen Prokaryoten, keinen organisierten Kern. Sie sind relativ einfache Organismen, und sagen wir einfach, dass die meisten Biologen die Prokaryoten nicht untersuchen.

Die akademische Gemeinschaft, die daran interessiert war, Genome zu schreiben, sagte: „Okay. Craig hat den ersten Prokaryoten gemacht, lass uns das erste eukaryotische Genom machen. “ Eukaryoten sind Zellen, die unseren ähnlich sind. Sie haben einen wahren Kern. Sie sind in ihrer Organisation viel ausgefeilter als Bakterien.

Also organisierte Jef Boeke - zu der Zeit bei John Hopkins - das synthetische Hefeprojekt, und es war eine große Sache. Das Genom von Craig [synthetisches Bakterium] bestand aus etwa einer Million Basenpaaren. Die Herausforderung bei Hefen besteht darin, dass sie etwa 12 Millionen Basenpaare haben. Die Chromosomen sind viel mehr wie menschliche Chromosomen organisiert, daher haben sie im Vergleich zu einem Bakterienchromosom eine viel größere Struktur.

Deshalb haben die [synthetischen Hefeforscher] dieses internationale Wissenschaftlerteam gegründet, um an verschiedenen Chromosomen zu arbeiten und die grundlegenden Arbeiten zum Entwerfen, Synthetisieren und Zusammensetzen des Hefegenoms durchzuführen. Das Projekt entwickelte die Kernwerkzeuge und -technologien und ist heute das fortschrittlichste Genomprojekt der Welt.

Sie organisieren ein jährliches Treffen. Ich war beim vierten Jahrestreffen in New York im Jahr 2015 eingeladen, mit einem Ethiker von John Hopkins auf der Bühne zu stehen. Nancy Kelley vom New York Genome Center; und der Vorsitzende von BGI, der großen Sequenzierungsgruppe in China. Es sind ungefähr hundert Leute im Raum. Viele von ihnen jung. Jeder ist am Hefeprojekt beteiligt. An dem Projekt arbeitende Techniker und Post-Docs sowie eine Reihe hochrangiger Wissenschaftler. Und Nancy Kelley fragte mich: "Nun, was ist die nächste große Herausforderung für diese Community?" weil sie das Ende des Hefesyntheseprojekts am Horizont sahen.

Ich sah Nancy nur an und sagte: „Nun, es gibt nur eine große Herausforderung in der synthetischen Biologie für mich, nämlich die Synthese eines menschlichen Genoms. Alles andere ist ein Projekt. Alles andere wird für eine Gemeinschaft von Forschern interessant sein, aber die große Herausforderung besteht darin, das menschliche Genom zu synthetisieren. “

Warten Sie mal. Ich muss dich nur dort aufhalten. Sie sprechen von der Synthese eines menschlichen Genoms, aber nicht davon, ein völlig neues Säugetier von Grund auf neu zu bauen, oder?

Sie können nichts von Grund auf neu bauen. Du schreibst ein Genom, du steckst es in eine Zelle und die Zelle teilt sich und wird zum Organismus, oder? Wir reden nicht davon, eine Zelle von Grund auf neu zu bauen. Wir sprechen über die Programmierung eines Genoms, das zur Entwicklung des Organismus führen kann, und dessen Platzierung in einer vorhandenen Zelle, sozusagen einem vorhandenen Ei.

Sie können ein Hundegenom, ein Pflanzengenom, ein Mausgenom synthetisieren. All dies wäre interessant, aber die einzige große Herausforderung, die ich sah, war die Synthese einer [menschlichen] Zelle. Für mich scheint es nur offensichtlich. In anderen Bereichen des Ingenieurwesens ist es nicht ungewöhnlich, dass Menschen zusammenkommen - zum Beispiel der Large Hadron Collider - und Milliarden und Abermilliarden Dollar und jahrzehntelange Arbeit von Zehntausenden von Menschen ausgeben, um ein neues Projekt aufzustellen, oder in der Luft- und Raumfahrt. auch. Gehe zum Mond oder Mars.

Aber die Biowissenschaften haben nur ein großes Projekt, auf das sie verweisen können, und das ist das Humangenomprojekt. Im Wesentlichen schlug ich auf dem Hefetreffen [einen anderen] vor. Ich sagte: „Warum nehmen wir keine Seite aus der Geschichte? Wir wissen, dass synthetische Biologie stattfindet. Wir wissen, dass es viel zu tun gibt. Anstatt nur einen kleinen Schritt vom Hefegenom zu einem anderen Modellorganismus zu machen, gehen Sie doch den ganzen Weg zur großen Herausforderung und gehen Sie wirklich an Ihre Grenzen und inspirieren Sie Menschen und machen Sie ein großes Projekt und beschäftigen Sie sich mit all den Dornigen Themen, mit denen sich die meisten Wissenschaftler einfach nicht befassen wollen? “

Und ehrlich gesagt war es der falsche Ort, um dies vorzuschlagen. Aber die meisten Panels sind langweilig. Dies galvanisierte den Raum. Ich sah bei einigen Menschen wirklich schockierte Reaktionen und bei anderen nur ein Ohr-zu-Ohr-Grinsen, und es war eine lebhafte, dynamische Diskussion, und ich dachte: „Wow, hier ist etwas.“

Wie sieht das eigentlich aus - das Schreiben von genetischem Code?

Es sieht aus wie Computer-Design-Software - momentan keine sehr gute Software -, die viel manuelle Bearbeitung erfordert. Der Weg, um DNA zu erstellen, besteht darin, den Code mithilfe einer Bioinformatik-Software zu schreiben. Dann wird der Code an ein Labor gesendet, wo sie die DNA-Schnipsel chemisch synthetisieren. Diese kurzen Fragmente werden dann zu längeren Fragmenten zusammengesetzt und in eine Zelle eingefügt. Das ist der Prozess.

Eines der Ziele von GP-write ist es, die Leistung und Flexibilität von Software zu erhöhen, mit der biologisches Material entworfen und bearbeitet werden kann. Dies ist ein Screenshot eines solchen Programms, Autodesk Genetic Constructor.

Vielen Dank. Nun kehren wir zu GP-write zurück. Sie haben als nächstes George Church hereingebracht. Richtig?

Ich hatte gerade diese Botschafterposition bekommen. Die American Association for the Advancement of Science und die Lemelson Foundation haben dieses Botschafterprogramm rund um die Erfindung durchgeführt, um die Erfindung wieder in Gang zu bringen. Also hatte ich das Mandat, zu gehen und den Hintern zu treten, um die Leute zu inspirieren -

Sie gaben Andrew Hessel das, was er sich immer gewünscht hatte: das Mandat „Mach es auf“.

Genau! Und dies sind zwei der größten Organisationen in Wissenschaft und Entwicklung. Und es ist nur so: „Wow! Das ist wirklich cool." Weil ich von diesem Botschafterprogramm ermutigt wurde, rief ich George an und sagte: „Ich nominiere Sie, um das nächste Genomprojekt zur Synthese des menschlichen Genoms zu leiten.“

George ist so liebenswürdig und offen, und er hat ernsthaft darüber nachgedacht. Er sagte: "Weißt du, du hast Recht, die wissenschaftliche Gemeinschaft hat nichts unternommen, um sich ernsthaft und global um die synthetische Biologie zu organisieren."

George war Teil des ersten Genomprojekts, also wow. George stimmte dem tatsächlich ziemlich schnell zu. Aber er stellte eine Bedingung: Jef Boeke, der Leiter des Hefegenomprojekts, sei der Co-Lead.

Jef ist ein Genetiker, aber eine Art Anti-Version von dir und George, oder?

Ich denke definitiv gerne, dass ich ein Provokateur bin. Jef ist wirklich sehr, sehr konservativ und nachdenklich und stürzt sich nicht in Dinge. Er plant die Dinge sehr, sehr sorgfältig. Ich denke, Jef hat die Entwurfsphase des synthetischen Hefeprojekts durchgeführt. Es dauerte ungefähr anderthalb Jahre. Also wusste ich, dass ich Jef wahrscheinlich falsch reiben würde.

Es dauerte ungefähr drei Monate, aber je mehr Jef die Idee untersuchte, desto mehr erkannte er den Wert eines großen Sprungbretts [für die synthetische Biologie], nachdem das Hefeprojekt abgeschlossen war.

Denken Sie daran, dass dies kein anderes Syntheseprojekt ausschließt. Es ist nur so: "Können wir die Messlatte etwas höher legen?" Weil diese Tools und Technologien schnell kommen.

Das Projekt hat schon früh viel Aufmerksamkeit erregt - nicht alles ist gut -, weil Sie eines Ihrer wichtigsten Treffen im Geheimen abgehalten haben. Warum hast du dich für diesen Weg entschieden?

Ja, unser geheimes Treffen zur Synthese menschlicher Babys, davon habe ich gehört. Außer, dass das Treffen nicht geheim war. Das Problem war, dass wir [die Leiter von GP-write] unser grundlegendes Papier bei Science überprüfen ließen. Und die Zeitschrift hatte das Papier und seinen Inhalt bis zur Veröffentlichung gesperrt. Wir durften also buchstäblich nicht darüber reden. Aber ich sage Ihnen die Wahrheit, wenn Sie sehr schnell viel Aufmerksamkeit erhalten möchten - veranstalten Sie ein falsches geheimes Treffen. Es funktioniert wirklich.

Gut. Sie haben erklärt, warum GP-Write wichtig ist, um die nächste Generation von Wissenschaftlern zu inspirieren. Aber kehren wir zu unserem Ausgangspunkt zurück und gehen auf diese praktischen Vorteile ein. Was sind Sie? Warum ist dieses Projekt so wichtig?

Oh Mann. Sagen Sie es so. Wir sind so früh in der Lage, Organismen zu entwerfen, zu synthetisieren, zusammenzubauen, hochzufahren und zu testen, dass wir eine Grundlage brauchen, auf der wir stehen können. Stellen Sie sich vor, wir würden versuchen, elektronische Schaltungen herzustellen, und es gab keine Standardisierung bei der Beschreibung Ihrer elektronischen Schaltung und keine Standardisierung bei den Komponenten, die Sie zusammenlöten wollten. Stellen Sie sich vor, Sie wollten ein Netzwerk aufbauen und es gab keine Standards für das Senden von Daten über diese Netzwerke.

Jeder, der gerade in der synthetischen Biologie arbeitet, ist ein Pionier. Und alle fangen an, Werkzeuge, Technologien, Robotik, Software usw. für ihre Projekte zu entwickeln. Ich denke, es ist wirklich wichtig, eine Grundlage zu schaffen, auf der jeder diese Art von Arbeit erledigen kann. Es sind nicht nur die Synthesetechnologien, die noch ziemlich grob sind, oder wie man eine neue DNA in eine Zelle bringt und alle Tests durchführt, ob diese DNA funktioniert.

In den letzten Jahren gab es einige großartige Arbeiten mit einer offenen Sprache der synthetischen Biologie. Dafür gibt es Skriptsprachen, sodass Sie dies tatsächlich schneller tun können. Niemand in der Elektronik programmiert Computer mit Nullen und Einsen, und dennoch arbeiten die meisten Genforscher immer noch auf den Ebenen A, C, G und T.

Es gibt den rechtlichen Rahmen, in dem gearbeitet werden muss. Was ist das geistige Eigentum? Was sind die ethischen Grenzen, auf die wir achten sollten? Was sollten wir nicht tun? Und wie überwachen wir das?

Im Moment gibt es dieses ganze Feld, das nur ein großer sprudelnder Kessel ist und Struktur braucht. Und niemand hatte etwas vorgeschlagen, das groß genug war, keine Gemeinschaft, die groß genug war, um überhaupt darüber zu diskutieren, wie diese Struktur aussehen könnte.

Wo sind wir gerade? Ich weiß, dass sich die Leute wirklich für die Schaffung einer so genannten ultra-sicheren Zelle stark gemacht haben. Was ist das und warum ist es wichtig?

George und Jef erklärten mir und informierten mich: „Sehen Sie, wir müssen dies um Pilotprojekte herum gestalten.“ Mit anderen Worten, wissenschaftlich interessante Projekte, die Sprungbrett für die Synthese eines großen Genoms wie des menschlichen Genoms sind.

Und das Sprungbrett Nummer eins, das als Pilotprojekt als erstes leuchtendes Leuchtfeuer hochgehalten wurde, war die ultra-sichere Zelllinie. [Es wäre] eine Plattform für viele biomedizinische Anwendungen.

Das Wachstum von Zellen im Labor ist sehr schwierig, da sie Rich Media benötigen, sehr pingelig sind und mit Bakterien und Viren kontaminiert werden können. Das kann Ihr Experiment ruinieren, Ihre Zelllinien beschädigen und Ihre Herstellungsprozesse vollständig zerstören. Die ultra-sichere Zelle ist so konstruiert, dass sie gegen die meisten Schwächen einer menschlichen Zelle hochresistent ist. Es gibt Möglichkeiten, Zellen virusresistent zu machen. Sie wollen es prionenresistent machen. Sie wollen es transpositionsfrei machen, damit keine genetischen Komponenten herumhüpfen [und in andere Zellen gelangen].

Und dann ist es strahlungsbeständig. Sie können es krebsresistent machen. Immunnegativ, entwickelt, um die Immunabstoßung zu minimieren. Sie haben alle Arten von mehreren sicher anvisierbaren Sites. Wenn sie dem Genom ein neues Merkmal hinzufügen möchten, können sie es an einen bestimmten Ort lenken, an dem sie wissen, dass es keinen anderen wichtigen Teil des Genoms stören wird.

Hilf mir zu verstehen: Wird das auf einmal passieren? Beginnen wir mit einer ultra-sicheren Zelle, die das gesamte Menü umfasst - von prionenresistent bis krebsresistent - oder beginnen wir mit der prionenresistenten Zelle und fügen dann die nächste Schicht und die nächste Schicht hinzu ?

Alle diese Eigenschaften sind heute konstruierbar. Es könnte tatsächlich auf 10 verschiedene Gruppen aufgeteilt werden, um an jedem einzelnen Feature zu arbeiten. Dann können sie am Ende zu einer einzigen Zelllinie rekombiniert werden.

Die Arbeit kann problemlos parallelisiert werden. Einige Gruppen können also an der Virenresistenz arbeiten, und das war's. Das ist ihre Expertise. Sie wissen, es wäre großartig, all dies in einem rechnerischen Rahmen tun zu können. Hier sind alle Änderungen, von denen wir glauben, dass sie funktionieren werden. Führen Sie sie alle auf einmal durch. Aber wir haben heute einfach nicht so viel Raffinesse. Das Projekt wäre also geteilt.

Was ist noch etwas von praktischem Wert, das über die ultra-sichere Zelle hinaus vorgeschlagen wurde?

Synthese eines prototrophen Säugetiergenoms.

Das ist faszinierend, weil unsere Zellen nicht alle essentiellen Aminosäuren produzieren, die für die Herstellung unseres eigenen Proteins erforderlich sind. Wir können viele von ihnen herstellen, aber nicht alle, was erfordert, dass wir andere Organismen essen, um die Grundbausteine ​​für die Herstellung unseres eigenen Proteins zu erhalten.

Eines der von Harris Wang vorgeschlagenen Projekte bestand darin, die Stoffwechselwege einzuschalten, um alle essentiellen Aminosäuren in eine menschliche Zelle umzuwandeln. Welches ist faszinierend. Wenn es jemals in den menschlichen Körper gelangen könnte, könnte es Mangelernährung praktisch beseitigen. Sie könnten die meisten Grundmaterialien herstellen, die wir für den Stoffwechsel benötigen.

Sprechen Sie mit mir über die Herausforderungen. Lassen Sie uns jetzt über die Finanzierungsherausforderungen sprechen, dann möchte ich etwas über die technologischen Herausforderungen und die wissenschaftlichen Herausforderungen erfahren.

Okay. Die Finanzierung ist interessant. Wir wussten, dass es eine andere Zeit war, als das erste Genomprojekt aufgestanden war. Als das Humangenomprojekt begann, gingen bedeutende Wissenschaftler zum Kongress, brachten ihre Argumente vor und der Kongress stellte im Wesentlichen Geld für das Projekt bereit. Wie wir wissen, waren es 3 Milliarden Dollar.

Es ist jetzt eine andere Zeit. Wir hielten es für unwahrscheinlich, dass wir von der Regierung einen großen Geldblock erhalten, um ein Projekt wie dieses voranzutreiben, insbesondere weil es politisch toxisch sein könnte, [obwohl] nichts in dem Projekt uns voranbringt in Richtung eines Menschen zu machen.

Irgendwann wurde uns klar, dass wahrscheinlich Geld in die Organisation fließen würde, aber wir hatten nur das Gefühl, dass es am Anfang ein Finanzierungsspektrum sein würde. Es werden einige kleine Zuschüsse für Projekte sein; Es wird ein Unternehmenssponsoring sein. Es könnten Philanthropen sein. Und Autodesk ist ein wirklich großzügiges Unternehmen, wenn es um Sponsoring geht. Ich dachte, es gibt gute Chancen dafür. Es war nur eines der einfachsten Gespräche, die ich je geführt habe. Ich sagte zu [Carl Bass, damals CEO von Autodesk]: „Diese herausragenden Wissenschaftler kommen zusammen. Sie sind wirklich daran interessiert, dieses Projekt zu machen. Aber wir brauchen etwas Geld, um die Wissenschaftler zu organisieren. “

"Okay, wie viel?"

"Warum fangen wir nicht mit einer Viertelmillion an und nehmen es von dort."

Es war nur so: „Großartig! Getan!"

Der CTO, Jeff Kowalski, sagte: „Ich unterstütze das wirklich, aber ich möchte den Anwalt des Teufels spielen. Wie wird dies wahrgenommen und was passiert, wenn Fox News anruft und sagt, dass wir an der Herstellung synthetischer Babys beteiligt sind? “

Und Carl sagte nur: "Ich nehme die Anrufe entgegen."

Es gab also nicht nur eine Großzügigkeit, sondern auch eine Furchtlosigkeit und Aufregung, dass dies ein Projekt war, dessen Zeit gekommen war.

Übrigens, ihr habt als Human Genome Project-Write - HGP-Write - angefangen und jetzt ist es nur noch GP-Write. War „menschlich“ einfach zu kontrovers?

Es gibt einige Leute, die denken, dass dies giftig sein wird, und [es als HGP-Schreiben zu bezeichnen] ist viel zu provokativ, und andere, einschließlich mir, sagen einfach: „Schau, lass uns darauf eingehen und nimm einfach den Körperschlag früh, und dann können wir die wirklichen Diskussionen über die Substanz führen. “

Aber nach dem ersten Treffen im Jahr 2015, das das „geheime Treffen“ war, gab es unter den Teilnehmern einen wachsenden Konsens darüber, dass es nur auf GP-Schreiben eingestellt werden sollte. HGP-Schreiben ist immer noch Teil davon, aber es ist eines der Projekte unter der GP-Schreibkuppel. Hier geht es also um die Synthese großer Genome, einschließlich des menschlichen Genoms.

Und ich sagte: „Leute, aus Marketing-Sicht möchte ich nur sagen, dass Sie die Führung begraben und jetzt komplizieren. ”

Lassen Sie uns mehr über die Kontroverse und die Frage der synthetischen Babys sprechen. Sagen Sie mir, dass das Schreiben eines Genoms synthetischen Babys nicht die Tür öffnet.

Nun, ich werde sagen: „Ja. Eines Tages wird es synthetische Babys geben. “ Aber sie werden nicht aus diesem Projekt kommen. Es wird meiner Meinung nach nicht 20 Jahre nach Abschluss dieses Projekts kommen. Es muss einfach viel zu viel grundlegende Arbeit geleistet werden, bevor das Risiko und der Nutzen der Pionierarbeit für ein synthetisches menschliches Baby validiert werden können.

Schauen Sie, wir haben bereits synthetische Babys. Wir entwickeln bereits Babys in dem Sinne, dass wir IVF haben. Wir machen Zellmanipulation, nicht unbedingt genetische Manipulation, um Babys zu machen.

Dann gibt es die Welt von CRISPR, die Welt der Bearbeitung von Genomen, die in den letzten fünf oder sechs Jahren explodiert ist. Das betrifft wirklich die Probleme, ein menschliches Genom in einem Embryo wirklich zu konstruieren. Sehr schnell waren sich die Wissenschaftler einig: „Sie wissen, dies ist eine genetische Operation zur Reparatur lebensbedrohlicher Krankheiten bei Einzelpersonen. Wenn wir ethisch schon in einem Embryo-Stadium eingreifen können, sind wir in Ordnung. “ Das ist immer noch umstritten.

Wir haben heute nicht die Technologie, um Bakteriengenome schnell, kostengünstig und zuverlässig zu synthetisieren, daher werden wir kein synthetisches menschliches Genom herstellen, das morgen zu einem Baby führen wird. Aber ich kann mit Sicherheit sehen, dass dieses Projekt den Grundstein für schnellere, zuverlässigere und robustere Designs, Builds und Tests von Genomen, einschließlich des menschlichen Genoms, legen sollte. Wir bauen also die wirtschaftlichen Hindernisse ab, schaffen eine technologische Grundlage und beginnen, einen rechtlichen und ethischen Rahmen zu schaffen. Das wird uns bis ungefähr 2026 bringen, wenn wir richtig schätzen. Das bringt uns nur zu einer Startlinie.

Denken Sie daran, nur das erste Genom zu lesen, kostete Milliarden, das zweite war wesentlich billiger. Wenn wir also bis 2026 das erste synthetische menschliche Genom herstellen, wird es immer noch zu teuer. Dies wird keine Standardtechnologie sein. Warten Sie weitere 10 Jahre, bis es so billig ist, dass Sie zuverlässig und schnell experimentieren können.

Sie fangen also an, sich solche Zeitpläne anzuschauen, okay, vielleicht macht jemand ein synthetisches menschliches Baby, wenn er auf Jahrzehnten und Jahrzehnten zunehmender Komplexität und Arbeit steht, wissen Sie, irgendwo um 2050 oder 2060. Wir werden mit Sicherheit Genome bearbeiten früher als das, aber wenn es um die vollständige Synthese geht, wie ich das formuliere, wird es eine lange Zeit dauern.

Ich mache mir keine Sorgen um synthetische Babys. Aber werden synthetische Babys in Zukunft kommen? Ich denke, wenn das Timing stimmt, die Tools verfügbar sind, die Technologie erschwinglich und zuverlässig genug ist, wird jemand Pionierarbeit für dieses spezielle Projekt leisten. Ich weiß nicht, wie du es aufhalten kannst.

Ich denke, lange bevor wir zu synthetischen Babys kommen, werden wir mutierte Menschen, Mensch-Tier-Hybriden bekommen. Das wird aus der Subkultur kommen. Es wird das nächste sein für die Menge der Körpermodifikationen.

Oh, die Grinder und Hacker unter uns. Um es so auszudrücken, es gibt praktisch nur sehr wenige Einschränkungen beim Selbstversuchen. Wenn Sie ein Erwachsener und ein gesunder Geist sind und Zugang zu Werkzeugen haben und sich selbst modifizieren möchten, kann die Gesellschaft kaum etwas tun, um dem ein Ende zu setzen. Selbstversuche waren in der Tat ein wesentlicher Bestandteil der Weiterentwicklung von Forschung und Entwicklung. Wenn Sie also einen Schwanz hinzufügen oder im Dunkeln leuchten oder sogar Ihre Augen modifizieren möchten, kommt die Technologie bald und ich würde Ihnen nicht im Weg stehen.

Wir haben über die erste Überprüfung von Autodesk gesprochen. Wie finanziert bist du gerade?

Nicht genug. Verschiedene Pilotprojekte werden finanziert. Menschen gründen weltweit ihre eigenen Zentren für synthetische Biologie. Das Genomprojekt-Schreiben ist der Community-Dach. Sie nutzen dies als Bestätigung, um Unterstützung zu erhalten, und es führt dazu, dass dieses wirklich erstaunliche Netzwerk von Wissenschaftlern, Ingenieuren und anderen Community-Mitgliedern - Menschen wie Ethiker und Menschen, die daran interessiert sind, Schreiben, Finanzen und andere Dinge zu gewähren - zusammenkommt.

Das Coole ist, dass im Gegensatz zum ersten Genomprojekt, bei dem sich alle diese Zentren nach Abschluss des Projekts aufgelöst haben, diese das Versprechen haben, dauerhafte Zentren zu werden, die nur zu Heimen und Zentren für Menschen werden, die Biologie betreiben.

Welche Technologien würden GP-Write von einem grundlegenden wissenschaftlichen Niveau abbringen? Welche Tools würden wirklich einen Unterschied machen?

Wir brauchen bessere Synthesetechnologien. Die Synthesetechnologien, die wir heute haben, sind wirklich gut im Vergleich zu vor 20 Jahren, wirklich gut. Aber sie sind nicht gut genug, um ein 50-Millionen-Basenpaar-Chromosom schnell und kostengünstig zu drucken.

Im Moment, [synthetisierende] DNA, nennen wir es einfach ungefähr 10 Cent pro Basenpaar. Das wird ziemlich teuer und funktioniert mit relativ kleinen DNA-Segmenten. Aber es ist nicht nur Synthese, es ist Synthese und Zusammenbau der DNA. Es stellt sich heraus, dass die Kosten bei dieser Manipulation erheblich steigen, wenn Sie anfangen, mit großen Konstrukten, einer Million Basenpaaren, zwei Millionen Basenpaaren zu arbeiten. Es könnte sich also herausstellen, dass alles in allem näher an einem Dollar pro Basenpaar liegt.

Das war die ursprüngliche Schätzung für das Lesen des Genoms vor 30 Jahren. Richtig? Wie ein Dollar ein Basenpaar. Wenn man also ein Basenpaar für einen Dollar schreibt, ist ein ganzes Genom nicht falsch, aber niemand wird das heute für das Schreiben des Genoms ausgeben. Es macht einfach keinen wirtschaftlichen Sinn. Was wirklich Sinn macht, ist, dieses Geld zu nehmen und damit zu beginnen, bessere DNA-Synthesetechnologien zu prototypisieren. Und das sehen wir.

Dies ist ein heißer Bereich der Forschung und Entwicklung, nicht nur für biologische DNA-Anwendungen, sondern auch für Dinge wie die Verwendung von DNA als Datenarchivierung in der Computerindustrie, ähnlich wie biologisches Magnetband. Es wird jedoch einen Durchbruch erfordern, um die Synthese ganzer großer Genome kostengünstiger zu gestalten.

Ich habe noch nicht gesehen, dass die bahnbrechende Technologie in der Literatur auftaucht, die uns über die Grenze treibt und die Synthese des menschlichen Genoms wirklich billig oder die Synthese großer Genome billig macht. Aber es kommt. Ich kann es fühlen.

Ich möchte klar sein. Die Biologie stellt die komplexesten Dinge im Universum praktisch kostenlos her. Richtig? Es ist also die billigste Form der fortschrittlichen Fertigung, die man sich vorstellen kann. Wenn wir also anfangen, Schnittstellen zur zellulären Maschinerie zu bauen, fällt alles, was wir über das Entwerfen von Biologie, die Ökonomie des Entwerfens von Biologie, wissen, im Wesentlichen auf Null.

Deshalb ist GP-Write so wichtig, weil alles Leben auf diesem Planeten, alles Leben von Bakterien über Sie und mich bis hin zu Blauwalen, dieselbe Programmiersprache und dieselbe zellulare Architektur verwendet. Es ist alles erhalten. Wenn ich also lerne, wie man ein Bakterium programmiert, lerne ich, wie man Sie und mich programmiert. Und wenn ich Werkzeuge und Technologien zur Steuerung der zellulären Prozesse zum Schreiben von DNA entwickle, funktioniert dies, um alles Biologische zu kodieren.

Ich weiß also, dass ein menschliches Genom im Wesentlichen frei ist, weil es jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, ein menschliches Genom schreibt. Und es kostet nichts. Alles, was wir tun müssen, ist, diese Schnittstelle herauszufinden und dann Entwurfswerkzeuge zu erstellen, um unsere Absichten in diese Maschinerie einfließen zu lassen. Dann durchläuft die Biologie eine kambrische Explosion menschlicher Kreativität. Und das ist nicht so weit weg.