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 mutigste Wissenschaftsprojekt, das derzeit in Arbeit ist? Es ist nicht Elon Musks Rennen zum Mars oder die nächste Iteration des Large Hadron Collider. Stattdessen ist es etwas, von dem viele Menschen noch nichts gehört haben.

Stellen Sie sich das so vor: Derzeit bauen synthetische Biologen weltweit neuartige Organismen von Grund auf für eine Reihe von Zwecken in den Bereichen Medizin, Energie, Landwirtschaft und anderen Bereichen. Das Projekt, von dem ich spreche, Human Genome Project-write (oder GP-write, wie das Projekt heißt), zielt darauf ab, mit denselben Werkzeugen einen viel bekannteren Organismus aufzubauen: eine menschliche Zelle, die mit der gesamten erforderlichen DNA ausgestattet ist mehr menschliche Zellen zu produzieren. Die Beherrschung dieser Technik könnte Krankheiten auslöschen und andere Anwendungen hervorbringen, 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 hat das GP-Write-Projekt ins Leben gerufen und eine umstrittene Idee in eine globale Bewegung mit fast 1.000 Beteiligten verwandelt - 2016 stellten Wissenschaftlerkollegen die Ziele von GP-Write in Frage und beanstandeten das, was sie als übermäßige Geheimhaltung betrachteten. 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 Nutzen, bevor wir uns mit den Einzelheiten des GP-Write-Projekts befassen? Warum sollten sich die Leute dafür interessieren?

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 Fähigkeit, Krankheiten zu heilen, Ökosysteme zu reparieren und - weil es uns die Fähigkeit gibt, Ressourcen von Grund auf neu zu gestalten und zu wachsen - die Fähigkeit, die Menschheit auf umweltfreundliche Weise zu erhalten.

Woher kommt GP-write und warum gehörst du zu den Leuten, die es leiten?

Es ist etwas schwierig, mich zu definieren, aber die Rolle, die ich anscheinend in vielen Projekten spiele, ist ein Katalysator. Ich helfe dabei, Menschen zusammenzubringen, neue Ideen zu entdecken und herauszufinden, ob wir etwas nicht erreichen können. Ich mag es, bestimmte Technologien in ihrer frühen Phase zu unterstützen.

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

Von dort aus habe ich mich seit fast 15 Jahren als synthetischer Biologe definiert. Jemand, der nicht das Genom zerlegt oder mit Organismen arbeitet, um ihren Stoffwechsel zu verstehen, sondern jemand, der damit beginnt, Organismen zu entwerfen und aufzubauen.

Nachdem ich Pharma verlassen hatte, begann ich, die Parallelen zwischen der Computerwelt und der Biotechwelt zu erkennen - der Welt der synthetischen Biologie, in der Sie 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 Hauben der Projekte zu schauen, die Zusammenarbeit zu vereinfachen und wirklich nur das Fundament der Wissenschaft zu respektieren, das Transparenz und Offenheit sein sollte.

Zuletzt habe ich mit Autodesk zusammengearbeitet und dabei im Wesentlichen die Bio-Strategie und die Entwicklung eines Prototyps für ein neuartiges Virus zur Krebsbekämpfung vorangetrieben. Ich bin vor kurzem gegangen, weil unsere Arbeit an Krebsviren erfolgreich war, und habe sie in eine andere Firma ausgegliedert, Humane Genomics. Das ist es, was ich derzeit tue, abgesehen davon, dass ich dabei helfe, GP-Write zu leiten.

Lasst uns das als Übergang in die Ursprungsgeschichte für GP-write verwenden, da es ein Open-Source-Projekt war, 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 und in den 1990er Jahren ins Leben gerufen. Der erste Entwurf wurde im Jahr 2000 fertiggestellt. Denken Sie daran, dies ist das Rennen zwischen der akademischen Gruppe und den Unternehmensgruppen, um das Humangenom zu sequenzieren, und es war aufregend.

Aber als der erste Entwurf fertig war, wurde die gesamte Genomblase, die durch 3 Milliarden Dollar Bargeld und globale Aktivitäten aufgeblasen worden war, leer. Und plötzlich war es nur noch ein Mopp-up-Job, das Genom fertigzustellen, Abschnitte zu schließen und Genomzentren herunterzufahren.

Wir sprechen jetzt Gottes Sprache. Jetzt mach den Abwasch.

Ja. Ziemlich viel. Intern hatten wir bei [meinem] Bio-Pharma-Unternehmen gerade diese riesige Informationsflut, deren Durchsuchung und Validierung Jahre in Anspruch nehmen würde. Für mich war es also eine langweilige Zeit zwischen 2000 und 2003. Es war die perfekte Zeit, um rauszugehen und etwas Neues zu machen.

Ich habe mich darauf konzentriert, schau, wir haben gelesen, wir beschäftigen uns mit Hochleistungsanalysen, das nächste ist das Schreiben. Dies ist nur die Basissprache: Lesen, Schreiben, Verstehen. Und so begann ich, mich auf das Schreiben von DNA zu konzentrieren und zu versuchen, die Aktivitäten in meinem Bio-Pharma-Unternehmen zu verstärken, und niemand interessierte sich dafür. Niemand wollte darüber nachdenken, ein Genom zu schreiben. Ich dachte immer wieder, 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 darauf zu springen beginnen. “Und stattdessen begann es wirklich langsam.

Viele Wissenschaftler waren sich nicht einmal sicher, ob dies etwas wert war oder ob Sie ein Genom oder sogar einen Abschnitt eines Genoms entwerfen könnten. Die Synthesetechnologien waren zu teuer und es gab alle, 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 nicht um 2003 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 erstellt und veröffentlicht hatte.

Ich habe diesen neuen Job bei Autodesk erhalten. Ich schrieb ein Stück für die Huffington Post mit der Frage: "Ist es nicht an der Zeit für ein neues Humangenomprojekt?"

Erstaunlicherweise konnte ich durch eine Reihe von Veranstaltungen, an denen ich teilnehmen kann, wenn Sie interessiert sind, der Gemeinschaft der synthetischen Hefen vorschlagen, 2015 ein menschliches Genom als Projekt zu schreiben. Falsches Publikum.

Lass mich das ein bisschen durchgehen.

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 ist, Genome zu schreiben, sagte: „Okay. Craig hat den ersten Prokaryoten gemacht, lasst uns das erste eukaryotische Genom machen. “Eukaryoten sind Zellen, die unseren eigenen 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. Craig hatte ein Genom von etwa einer Million Basenpaaren. Die Herausforderung bei Hefen besteht darin, dass sie etwa 12 Millionen Basenpaare aufweisen. Die Chromosomen sind viel mehr wie menschliche Chromosomen organisiert, so dass sie im Vergleich zu einem bakteriellen Chromosom viel strukturierter sind.

Die [Forscher der synthetischen Hefe] haben dieses internationale Team von Wissenschaftlern zusammengestellt, um an verschiedenen Chromosomen zu arbeiten und die grundlegenden Arbeiten beim Entwerfen, Synthetisieren und Zusammenbauen des Hefegenoms zu erledigen. Das Projekt entwickelte die Kernwerkzeuge und -technologien und ist heute das weltweit raffinierteste Genomprojekt.

Sie organisieren ein jährliches Treffen. Ich war 2015 beim vierten Jahrestreffen in New York eingeladen, mit einem Ethiker von John Hopkins auf der Bühne zu stehen. Nancy Kelley vom New Yorker Genomzentrum; und der Vorsitzende von BGI, der großen Sequenzer-Gruppe in China. Es sind ungefähr hundert Personen im Raum. Viele von ihnen sind jung. Alle sind am Hefeprojekt beteiligt. Techniker und Post-Docs, die an dem Projekt arbeiten, und eine Reihe hochrangiger Wissenschaftler. Und Nancy Kelley fragte mich: "Nun, was ist die nächste große Herausforderung für diese Gemeinde?", Weil sie das Ende des Hefesyntheseprojekts am Horizont sahen.

Ich sah Nancy nur an und sagte: "Nun, es gibt für mich nur eine große Herausforderung in der synthetischen Biologie, nämlich ein menschliches Genom zu synthetisieren. Alles andere ist ein Projekt. Alles andere wird für eine Forschungsgemeinschaft 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 erstellen. Sie schreiben ein Genom, Sie legen es in eine Zelle, und die Zelle teilt sich und wird zum Organismus, richtig? Wir sprechen nicht davon, eine Zelle von Grund auf neu zu bauen. Wir sprechen über das Programmieren eines Genoms, das zur Entwicklung des Organismus führen und ihn sozusagen in eine vorhandene Zelle, ein vorhandenes Ei, bringen kann.

Sie können ein Hundegenom, ein Pflanzengenom und 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, Menschen zusammenkommen zu sehen - zum Beispiel den Large Hadron Collider - und Milliarden und Abermilliarden Dollar und Jahrzehnte Arbeit von Zehntausenden Menschen auszugeben, um ein neues Projekt auf die Beine zu stellen, oder in der Luft- und Raumfahrt. auch. Gehe zum Mond oder Mars.

Die Biowissenschaften haben jedoch nur ein großes Projekt, auf das sie verweisen können, nämlich das Humangenomprojekt. Im Wesentlichen schlug ich [eine andere] auf dem Hefetreffen vor. Ich sagte: "Warum nehmen wir keine Seite aus der Geschichte? Wir wissen, dass die synthetische Biologie im Gange ist. Wir wissen, dass viel los ist. Anstatt nur einen kleinen Schritt vom Hefegenom zu einem anderen Modellorganismus zu machen, sollten Sie sich der großen Herausforderung stellen und wirklich an Ihre Grenzen gehen und die Menschen inspirieren, ein großes Projekt durchführen und sich mit all den Dornen auseinandersetzen Probleme, mit denen sich die meisten Wissenschaftler einfach nicht befassen wollen? “

Und ehrlich gesagt war es der falsche Ort, dies vorzuschlagen. Aber die meisten Panels sind langweilig. Dies galvanisierte den Raum. Ich sah wirklich schockierte Reaktionen bei einigen Menschen und nur ein Ohr-zu-Ohr-Grinsen bei anderen Menschen. 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 so aus, als ob Computer-Design-Software - derzeit keine sehr gute Software - viel manuelle Bearbeitung erfordert. Der Weg, um DNA zu erstellen, besteht darin, den Code mit Bioinformatik-Software zu schreiben. Dann wird der Code an ein Labor geschickt, 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 Leistungsfähigkeit und Flexibilität von Software zu erhöhen, die zum Entwerfen und Bearbeiten von biologischem Material verwendet werden kann. Dies ist ein Screenshot eines solchen Programms, Autodesk Genetic Constructor.

Vielen Dank. Kehren wir nun zu GP-Write zurück. Du hast als nächstes George Church hereingebracht. Recht?

Ich habe gerade diese Botschafterposition bekommen. Die American Association for the Advancement of Science und die Lemelson Foundation haben dieses Botschafterprogramm für Erfindungen durchgeführt, um die Erfindung wieder in Gang zu bringen. Also hatte ich das Mandat, mich auf den Hintern zu begeben, um die Leute zu inspirieren,

Sie gaben Andrew Hessel das, was er schon immer wollte: das "go stir it up" -Mandat.

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

George ist so liebenswürdig und offen und hat ernsthaft darüber nachgedacht. Er sagte: "Wissen Sie, Sie haben Recht, die wissenschaftliche Gemeinschaft hat nichts unternommen, um sich ernsthaft und global um die synthetische Biologie zu kümmern."

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

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

Ich mag es definitiv zu denken, ich bin ein Provokateur. Jef ist sehr, sehr konservativ und nachdenklich und stürzt sich nicht in Dinge. Er plant die Dinge sehr, sehr sorgfältig. Ich denke, Jef hat die Designphase des Projekts für synthetische Hefen 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 über die Idee nachdachte, desto mehr erkannte er den Wert, einen großen Sprungbrett [für die synthetische Biologie] zu haben, nachdem das Hefeprojekt abgeschlossen war.

Denken Sie daran, dass dies andere Syntheseprojekte nicht ausschließt. Es ist nur so: "Können wir die Messlatte ein wenig höher legen?", Weil diese Tools und Technologien immer schneller werden.

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

Ja, unser geheimes Treffen, um menschliche Babys zu synthetisieren, davon habe ich gehört. Abgesehen davon war das Treffen kein Geheimnis. Das Problem war, dass wir [die Leiter von GP-write] unser Grundpapier 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 wirklich schnell viel Aufmerksamkeit erregen möchten - veranstalten Sie ein gefälschtes geheimes Treffen. Es funktioniert wirklich.

Gut. Sie haben erklärt, warum das Schreiben von Hausärzten wichtig ist, um die nächste Generation von Wissenschaftlern zu inspirieren. Kehren wir jedoch zu unserem Ausgangspunkt zurück und gehen wir auf diese praktischen Vorteile ein. Was sind Sie? Warum ist dieses Projekt so wichtig?

Oh Mann. Sagen Sie es so. Wir befinden uns in einer frühen Phase, in der es uns möglich ist, Organismen zu entwerfen, zu synthetisieren, zusammenzusetzen, hochzufahren und zu testen, sodass wir eine Grundlage brauchen, auf der wir stehen können. Stellen Sie sich vor, wir würden versuchen, elektronische Schaltungen herzustellen, und es gäbe keine Standardisierung bei der Beschreibung Ihrer elektronischen Schaltung und keine Standardisierung bei den Komponenten, die Sie zusammenlöten wollten. Stellen Sie sich vor, Sie würden versuchen, ein Netzwerk aufzubauen, und es gäbe 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. zu entwickeln, um ihre Projekte zu verwirklichen. Ich denke, es ist wirklich wichtig, eine Grundlage zu schaffen, damit 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 für synthetische 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 der Ebene von 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, irgendeine Gemeinde, die groß genug war, um überhaupt darüber zu diskutieren, wie diese Struktur aussehen könnte.

Also, 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 erzählten mir: „Sehen Sie, wir müssen uns um Pilotprojekte kümmern.“ Mit anderen Worten, wissenschaftlich interessante Projekte, die den Sprung in die richtige Richtung weisen, um ein großes Genom wie das menschliche Genom zu synthetisieren.

Und das Sprungbrett Nummer eins, das als erstes leuchtendes Leuchtfeuer als Pilotprojekt in die Höhe getrieben wurde, war die hochsichere Zelllinie. Es wäre eine Plattform für viele biomedizinische Anwendungen.

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

Und dann ist es strahlenresistent. Sie können es krebsresistent machen. Immuno-negativ, entwickelt, um die Immunabstoßung zu minimieren. Sie haben alle Arten von mehreren sicher anvisierbaren Sites. Wenn sie also ein neues Merkmal in das Genom einfügen möchten, können sie es an eine bestimmte Stelle lenken, an der sie wissen, dass dies keinen weiteren 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 abdeckt - von prionenresistent bis krebsresistent - oder beginnen wir mit der prionenresistenten Zelle und fügen dann die nächste Schicht hinzu und fügen die nächste Schicht hinzu ?

Alle diese Eigenschaften sind heute ingenieurfähig. Es könnte tatsächlich in 10 verschiedene Gruppen unterteilt 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. Das ist ihre Expertise. Wissen Sie, es wäre großartig, all dies in einem rechnerischen Rahmen tun zu können. Hier sind alle Änderungen, von denen wir glauben, dass sie funktionieren werden. Setzen Sie sie alle auf einmal durch. Aber wir haben heute einfach nicht so viel Raffinesse. Das Projekt wäre also geteilt.

Was ist noch 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 herstellen, die für die Herstellung unseres eigenen Proteins erforderlich sind. Wir können viele von ihnen herstellen, aber nicht alle, weshalb wir andere Organismen essen müssen, 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 zu verwandeln. 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 die Metabolisierung benötigen.

Sprechen Sie mit mir über die Herausforderungen. Sprechen wir jetzt über die Finanzierungsherausforderungen, 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 zu der Zeit, als das erste Genomprojekt gestartet wurde. 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 einen großen Geldblock von der Regierung bekommen würden, um ein Projekt wie dieses voranzubringen, insbesondere, weil es politisch toxisch sein könnte, [obwohl] es nichts in dem Projekt gibt, was uns voranbringt zu einem Menschen machen.

Irgendwann wurde uns klar, dass das Geld wahrscheinlich an die Organisation fließen würde, aber wir hatten nur das Gefühl, dass es am Anfang ein Spektrum an Finanzmitteln sein würde. Es werden ein paar kleine Zuschüsse für Projekte sein. Es wird eine Art Firmensponsoring 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 eine der einfachsten Konversationen, die ich jemals geführt habe. Ich sagte [Carl Bass, damals CEO von Autodesk]: „Sie haben diese hervorragenden Wissenschaftler zusammengebracht. Sie interessieren sich wirklich für dieses Projekt. Aber wir brauchen etwas Geld, um die Wissenschaftler zu organisieren. “

"Okay, wie viel?"

"Warum fangen wir nicht mit einer Viertelmillion an und nehmen sie von dort?"

Es war nur so: „Großartig! Erledigt!"

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 von künstlichen Babys beteiligt sind? "

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

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

Ihr habt übrigens als Human Genome Project-Schreiben - HGP-Schreiben - angefangen und jetzt ist es nur noch GP-Schreiben. War "menschlich" einfach zu kontrovers?

Es gibt einige Leute, die denken, dass dies toxisch sein wird, und [es als HGP-Schreiben zu bezeichnen] ist viel zu provokativ, und andere, einschließlich meiner selbst, sagen einfach: „Schau, lass uns in diese Sache eintauchen und einfach den Körperschlag nehmen früh, und dann können wir loslegen und die wirklichen Diskussionen über die Substanz führen. “

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

Und ich sagte: "Leute, aus der Sicht des Marketings möchte ich nur sagen, dass Sie die Führung begraben, und jetzt erschweren Sie sie. "

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

Nun, ich werde sagen: „Ja. Eines Tages wird es künstliche Babys geben. “Aber sie werden nicht aus diesem Projekt stammen. Meiner Meinung nach wird es 20 Jahre nach Abschluss dieses Projekts nicht mehr so ​​weit sein. Es muss einfach viel zu viel grundlegende Arbeit geleistet werden, bevor das Risiko und der Nutzen der Pionierarbeit für ein künstliches menschliches Baby bestätigt werden kann.

Schau, wir haben schon künstliche Babys. Wir entwickeln bereits Babys in dem Sinne, dass wir eine IVF haben. Wir machen Zellmanipulationen, nicht unbedingt genetische Manipulationen, um Babys zu bekommen.

Dann gibt es die Welt von CRISPR, die Welt des Editierens von Genomen, die in den letzten fünf oder sechs Jahren explodiert ist. Damit geht es wirklich darum, ein menschliches Genom in einem Embryo wirklich zu konstruieren. Sehr schnell waren sich die Wissenschaftler einig: „Wissen Sie, dies ist eine genetische Operation zur Reparatur von lebensbedrohlichen Krankheiten bei Menschen. Wenn wir schon im Embryo-Stadium ethisch gesehen eingreifen können, sind wir in Ordnung. "Das ist immer noch umstritten.

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

Denken Sie daran, nur das Lesen des ersten Genoms kostete Milliarden, das zweite war wesentlich billiger. Wenn wir also bis 2026 das erste synthetische Humangenom herstellen, wird es immer noch zu teuer sein. Dies wird keine Standardtechnologie sein. Warten Sie weitere 10 Jahre, bis es billig genug ist, damit Sie zuverlässig und schnell mit dem Experimentieren beginnen können.

Sie sehen sich also solche Zeitleisten an, okay, vielleicht wird jemand ein künstliches menschliches Baby machen, wenn er auf Jahrzehnten und Jahrzehnten zunehmender Komplexität und Arbeit steht, wissen Sie, irgendwann um 2050 oder 2060. Wir werden mit Sicherheit Genome bearbeiten Früher als das, aber wenn es um die vollständige Synthese geht, wie ich sie einrahme, wird es eine lange Zeit dauern.

Ich mache mir keine Sorgen um künstliche Babys. Aber werden synthetische Babys in Zukunft kommen? Ich denke, wenn das Timing stimmt, die Tools zur Verfügung stehen, die Technologie erschwinglich und zuverlässig genug ist, wird jemand Pionier dieses bestimmten Projekts sein. Ich weiß nicht, wie Sie das aufhalten können.

Ich denke, lange bevor wir zu synthetischen Babys kommen, werden wir mutierte Menschen bekommen, Mensch-Tier-Hybriden. Das kommt aus der Subkultur. Es wird das nächste sein, was die Masse der Körpermodifikatoren erwartet.

Oh, die Grinder und Hacker unter uns. Sagen wir es so, es gibt praktisch nur sehr wenige Einschränkungen für das Selbstexperimentieren. Wenn Sie ein Erwachsener und ein gesunder Mensch sind und Zugang zu Werkzeugen haben und sich selbst ändern möchten, kann die Gesellschaft kaum etwas tun, um dem ein Ende zu setzen. Tatsächlich war das Selbstexperimentieren ein Schlüsselelement, um Forschung und Entwicklung voranzutreiben. Wenn Sie also einen Schwanz hinzufügen oder im Dunkeln leuchten oder sogar Ihre Augen modifizieren möchten, dann kommt bald die Technologie 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 gefördert. Menschen gründen weltweit ihre eigenen Zentren für synthetische Biologie. Das Genome Project-Write ist das 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 sich für das Schreiben und Finanzieren von Stipendien und andere Dinge interessieren - zusammenkommt.

Das Coole daran ist, dass diese Zentren im Gegensatz zum ersten Genomprojekt, bei dem sie sich alle nach Abschluss des Projekts auflösten, das Versprechen haben, dauerhafte Zentren zu werden, die einfach die Heimat und Drehscheibe für die Ingenieurbiologie der Menschen werden.

Welche Technologien würden GP-Write von einem grundlegenden wissenschaftlichen Niveau aus voranbringen? Was sind die Werkzeuge, die wirklich einen Unterschied machen würden?

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

Nennen wir es jetzt, [synthetisierende] DNA, einfach etwa 10 Cent pro Basenpaar. Das wird ziemlich teuer und das funktioniert mit relativ kleinen DNA-Segmenten. Aber es ist nicht nur Synthese, sondern Synthese und Zusammenbau der DNA. Es stellt sich heraus, dass die Kosten bei dieser Manipulation erheblich steigen, wenn Sie mit großen Konstrukten, einer Million Basenpaare, zwei Millionen Basenpaare, 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. Recht? Wie ein Dollar ein Basenpaar. Wenn man also für einen Dollar ein Basenpaar schreibt, ist ein ganzes Genom nicht falsch, aber das wird heute niemand mehr ausgeben, um das Genom zu schreiben. 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 genau 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 ein Durchbruch erforderlich sein, 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 Linie treibt und die Humangenomsynthese 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 des Universums praktisch kostenlos her. Recht? Es ist also die billigste vorstellbare Form der fortschrittlichen Fertigung. Wenn wir also anfangen, Schnittstellen zur zellulären Maschinerie zu bauen, fällt alles, was wir über das Entwerfen von Biologie und 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 Zellulararchitektur 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 für die Codierung von biologischen Daten.

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.