Deși tehnologia singură nu a evoluat atât de repede cum ne-am dorit, suntem acum la o răscruce de drumuri unde trebuie să explorăm convergența tehnologiei. Cum se determină ce se întâmplă în robotică prin ceea ce se întâmplă în domeniul imprimării 3D? Ce se poate realiza prin aplicarea ultimelor progrese în calculul cuantic la nanotehnologie? Printre toate aceste linii, există o intersecție deosebit de curioasă: inteligența artificială și genomica. Fiecare dintre aceste domenii înregistrează progrese constante, dar Jamie Metzel consideră că este convergența lor care ne va apropia de teritoriile neexplorate pe care le-am visat să le citim science fiction. „Tugul de război va începe și va fi o competiție între realitățile biologiei noastre, cu limitările sale încorporate și sfera aspirațiilor noastre”, spune el.
Metzel este un coleg senior la Consiliul Atlantic. Săptămâna trecută a vorbit despre gândurile sale despre genomică și AI și unde ne va duce convergența.
Viața cu care suntem obișnuiți
Metzel explică că genomica ca domeniu a evoluat încet - dar a căpătat rapid avânt. În 1953, James Watson și Francis Crick au identificat structura dublei helixuri a ADN-ului și au realizat că ordinea perechilor de baze conține un tezaur de informații genetice. A fost cartea vieții, am găsit-o.
În 2003, când s-a finalizat Proiectul genomului uman (după 13 ani și s-au cheltuit 2,7 miliarde de dolari), am aflat că genomul este format din 3 miliarde de perechi de baze și localizarea genelor specifice pe cromozomii noștri. Cartea Vieții nu exista doar - poate fi citită.
Cincisprezece ani mai târziu - în 2018 - am stăpânit deja abilitățile de a edita cu exactitate genele plantelor, animalelor și oamenilor. Totul se schimbă rapid și ne împinge către noi frontiere. Uită de citirea cărții vieții - învățăm să o scriem.
„Citește, scrie și hack - este evident că ființele umane sunt doar o altă formă de tehnologie informațională și la fel cum tehnologia noastră informațională a intrat într-o curbă exponențială a descoperirii, așa vom intra noi înșine”, spune Metzel. „Și asta se intersectează cu revoluția AI”.
Video promotional:
Știința vieții Plus Mașină de învățare
În 2016, programul AlphaGo al DeepMind a bătut cel mai bun jucător din lume. În 2017, a apărut AlphaGo Zero: spre deosebire de AlphaGo, AlphaGo Zero nu a învățat de la jocurile anterioare, ci a învățat pur și simplu regulile jocului de joc - și a bătut programul AlphaGo în patru zile.
Biologia proprie este cu siguranță mult mai complexă decât jocul lui Go și de aici ar trebui să începem. „Sistemul propriei noastre biologii pe care încercăm să îl înțelegem este masiv, dar mai important, inteligibil.”
Luați setul standard de reguli din biologia noastră, datele genomului - și, până la urmă, puteți chiar să depășiți natura în sine.
Multe țări încep deja să producă astfel de date. Serviciul Național de Sănătate Britanic a anunțat recent un plan de secvențiere a genomilor a cinci milioane de britanici în următorii cinci ani. În Statele Unite, programul de cercetare All of Us este o secvențiere a unui milion de americani. China este și mai agresivă în secvențializarea populației și are un obiectiv de secvențiere a jumătății tuturor nou-născuților până în 2020.
„Vom avea grupuri masive de date genomice secvențiate”, spune Metzel. „Adevărata descoperire va veni din compararea genomelor secvențiate ale oamenilor cu fișele lor medicale electronice și, în final, cu înregistrările lor de viață”.
Obținerea oamenilor pentru a-și împărtăși voluntar datele este o altă problemă. Însă, aici, lipsa unor protecții puternice de confidențialitate în China poate fi un avantaj semnificativ.
Pentru a compara genotipurile și fenotipurile la scară - mai întâi milioane, apoi sute de milioane, apoi miliarde - conform Metzel, vom avea nevoie de inteligență artificială și instrumente de analiză a datelor mari, precum și algoritmi care sunt cu mult superiori celor cunoscuți. Aceste instrumente ne vor permite să trecem de la medicina de precizie la medicina predictivă, astfel încât să știm exact unde și când sunt gata să apară diferite boli și să oprim apariția lor.
Dar când ne deblocăm propria genetică, aceasta va fi nu numai și nu atât de multă asistență medicală. În cele din urmă, este vorba despre cine și ce suntem - oameni. Este vorba despre identitate.
Copii designeri și copiii lor
Potrivit Metzel, cea mai serioasă aplicare a cunoștințelor noastre genomice va fi în reproducerea embrionilor.
În prezent, procedurile de fertilizare in vitro (FIV) vă permit să extrageți aproximativ 15 ouă, să le fertilizați și apoi să efectuați teste genetice înainte de implantare; momentan, puteți afla cum arată bolile asociate cu o mutație a unei gene și caracteristici simple precum culoarea părului sau a ochilor. Când ajungem la milioane și apoi la miliarde de oameni cu genomuri secvențiate, putem obține o perspectivă asupra modului în care funcționează genetica la scară și putem face alegeri mai inteligente.
Imaginați-vă că ați vizitat o clinică de fertilitate în 2023. Dă o bucată de piele sau o probă de sânge, iar prin utilizarea gametogenezei in vitro (IVG), pielea sau celulele sângelui devin ouă sau spermă, chiar dacă sunt infertile, care mai târziu pot fi combinate în embrioni. Zeci de sute de embrioni creați din gameți artificiali donează mai multe celule, după care aceste celule sunt secvențiate. Secvențele de gene vă spun despre probabilitatea anumitor trăsături și boli. „Când baza genetică este peste tot, vom putea înțelege cu un nivel din ce în ce mai mare de precizie cât de sănătos va crește un copil.”
Acest lucru, în opinia sa, poate duce la consecințe sălbatice și înfricoșătoare: dacă luați 1000 de ouă și alegeți unul cu secvențe genetice optime, puteți „căsători” embrionul cu altcineva care a făcut lucruri similare pe o altă linie genetică. „Embrionul tău de 5 zile și embrionul străin de 5 zile vor avea un copil în procesul IVG”, spune Metzel. "Atunci acel copil va avea un copil cu un alt embrion vechi de cinci zile dintr-o altă linie genetică și puteți continua și mai departe."
Pare nebun, nu-i așa? Dar stai, asta nu este totul. După cum a declarat Jason Pontin pentru Wired în acest an, „Tehnologiile de editare a genelor, precum CRISPR-Cas9, vor face relativ ușor să reparați, să adăugați sau să eliminați genele în timpul IVG, eliminând bolile sau aducând îmbunătățiri care se încordează prin genomul unui copil. Toate acestea pot părea ca ficțiune științifică, dar pentru cei care urmează cercetarea, combinația de editare a genelor și IVG pare a fi mai mult decât doar o probabilitate - o dezvoltare inevitabilă.
Totul nebun este simplu
După pășirea pe panta alunecoasă a editării genelor și împerecherii embrionilor, ne vom îmbarca într-o rasă distopică pentru a crea omul perfect. Dacă cineva depune atât de mult timp și efort în selectarea embrionilor, Metzel se întreabă, cum va alege un partener de căsătorie pentru copiii săi? IVG îi va permite să accelereze evoluția.
„Toți trebuie să facem parte dintr-un dialog global, integrat, integrat, despre viitorul speciei noastre”, spune Metzel. „Profesioniștii din domeniul sănătății vor fi noduri importante în acest sens”. Nu în ultimul rând, acest dialog poate ridica problema accesului la tehnologii precum IVG; Ar trebui să facem niște pași pentru ca IVG să nu treacă de la a fi un instrument pentru o minoritate înstărită la un instrument pentru o și mai bogată și mai minoritară, provocând astfel inegalitatea și polarizând în continuare societatea?
După cum remarcă Pontin, în urmă cu 40 de ani, IVG a provocat, de asemenea, frică, confuzie și rezistență - și astăzi fertilizarea in vitro este la fel de normală și obișnuită ca milioane de bebeluși sănătoși creați folosind această tehnologie.
Ilya Khel
