Tấn công sinh học và tương lai của cải thiện con người

Bạn có tin rằng nghiên cứu được dành riêng cho các nhà khoa học? Người ta thường cho rằng bạn cần phải có bằng tiến sĩ. và được liên kết với một tổ chức nghiên cứu để tham gia vào công việc khoa học được công nhận. Do-it-mình Biology (DIY Biology hoặc DIY Bio), còn được gọi là sinh học, đang thách thức khái niệm này.

Phong trào toàn cầu này đang lan truyền các phương pháp khoa học hợp lệ trong cộng đồng giáo dân. Các nhà nghiên cứu sinh học đang đề xuất rằng bất cứ ai cũng có thể đóng góp đáng kể cho lĩnh vực sinh học. Biohacking thu hẹp khoảng cách giữa các nhà khoa học nghiệp dư và nhà sinh học chuyên nghiệp.

Hiện tại có hai tình huống hai nhóm này gặp nhau trong các phòng thí nghiệm hiện đại mở cửa cho công chúng. Hoạt động của biohacking có thể là một niềm đam mê suốt đời, một sở thích hoặc đôi khi là ý tưởng kinh doanh tuyệt vời tiếp theo. Tuy nhiên, phần thưởng tiền tệ hiếm khi được đặt lên hàng đầu; tấn công sinh học nói chung là về sự đổi mới và tạo ra một phong trào cộng đồng công nghệ sinh học.

Bắt đầu từ năm 1988, DIY Bio đã phát triển thành một khái niệm chính thức. Năm 2016, hội nghị khai mạc tập trung vào tấn công sinh học đã diễn ra tại Oakland - BioHACK THE PLANET (BioHTP). BioHTP báo hiệu rằng cộng đồng đang phát triển, cả địa phương và toàn cầu. Một số diễn giả có lợi ích và lĩnh vực chuyên môn khác nhau được trình bày tại hội nghị. Họ bao gồm các nhà khoa học, nghệ sĩ và người sáng lập của các phòng thí nghiệm sinh học khác nhau.

Một trong những diễn giả nổi bật hơn là Stanford Stanford Andrew Drew Endy, tiến sĩ, trợ lý giáo sư về kỹ thuật sinh học, người được mệnh danh là một trong 75 người có ảnh hưởng nhất trong số 21 người^thứ thế kỷ bởi Esquire. Ông đã cộng tác rộng rãi với cộng đồng tấn công sinh học và được biết đến với việc hỗ trợ khái niệm khoa học mở và đổi mới liên ngành.

Biohackers cho đổi mới trong y học

Có phải một số người đau khổ và chết không cần thiết vì quan liêu thái quá và lợi ích tài chính của một số công ty và cá nhân? Câu hỏi này thường được đặt ra bởi những kẻ tấn công sinh học. Do đó, nghiên cứu liên quan đến y tế ngày càng trở nên quan trọng trong cộng đồng DIY Bio. Ý tưởng làm cho việc chăm sóc y tế và thuốc dễ dàng tiếp cận hơn rất hấp dẫn, và những kẻ tấn công sinh học đang hy vọng làm cho thuốc cứu người có sẵn cho mọi người.

Open Insulin, chẳng hạn, là một dự án được điều hành bởi một nhóm các nhà nghiên cứu sinh học đang tìm cách phát triển một phiên bản mới của insulin sẽ kinh tế hơn và có sẵn rộng rãi hơn. Dự án đang đạt được đà, và một cộng đồng rộng lớn hơn đang nhận ra động cơ vị tha của họ.

Hiện tại, không có insulin chung, và nhiều bệnh nhân, đặc biệt là ở các khu vực kém phát triển trên thế giới, không có. Điều này khiến họ có nguy cơ phát triển các biến chứng liên quan đến bệnh tiểu đường, chẳng hạn như mù, tổn thương thần kinh và thận, các vấn đề về tim mạch và thậm chí tử vong. Các giao thức công nghiệp để sản xuất insulin rất phức tạp và thường lỗi thời, vì vậy nhóm Open Insulin đang hướng tới phát triển một phiên bản đơn giản hơn sẽ được cung cấp miễn phí cho bất kỳ ai.

Đây là một quá trình nhiều giai đoạn. Giai đoạn 1 sẽ bao gồm việc chèn chuỗi DNA được tối ưu hóa vào E coli vi khuẩn để gây ra vi khuẩn để sản xuất tiền chất insulin. Điều này sẽ được theo sau bằng cách xác minh rằng proinsulin của con người đã được sản xuất. Trong giai đoạn sau, dạng insulin hoạt động sẽ được phát triển. Những người tham gia dự án là tất cả các tình nguyện viên, và tất cả các quỹ gây quỹ cho Open Insulin được sử dụng trực tiếp vào các hoạt động nghiên cứu của họ.

Open Insulin cũng đã được Josiah Zayner, Tiến sĩ, Giám đốc điều hành và người sáng lập của The Odin, người ủng hộ lớn cho việc dân chủ hóa trong khoa học và y học. Công ty bẻ khóa sinh học của Zayner, đang sản xuất bộ dụng cụ CRISPR chi phí thấp (được nhóm thường xuyên xen kẽ với nhau), có chứa một hệ thống chỉnh sửa gen và có thể sửa đổi DNA của các sinh vật. Các thí nghiệm họ kích hoạt có thể được áp dụng theo nhiều cách khác nhau, từ sức khỏe cá nhân đến cải thiện quy trình sản xuất bia. Để giúp bạn bắt đầu, bộ dụng cụ CRISPR hoàn thành với một thí nghiệm mẫu dạy cho người dùng về một số kỹ thuật sinh học phân tử cơ bản và kỹ thuật gen. Ngoài ra, bạn cũng có thể chọn mua Bộ dụng cụ Odin cho phép bạn thiết kế men huỳnh quang của riêng mình.

Zayner đã sử dụng những sáng tạo của riêng mình để giúp quản lý các vấn đề tiêu hóa mãn tính của mình. Cá nhân ông đã tiến hành cấy ghép microbiome toàn thân. Microbiome bao gồm hàng nghìn tỷ vi sinh vật và bao gồm rất nhiều vi khuẩn được tìm thấy trên khắp cơ thể chúng ta: trên da, trong ruột, mũi, miệng, v.v.

Zayner đã thay thế microbiome không lành mạnh của mình bằng một phiên bản lành mạnh từ một nhà tài trợ. Điều này bao gồm ăn các mẫu phân của nhà tài trợ, được đặt bên trong một viên nang vô trùng. Thủ tục có thể song song với cấy ghép phân, mặc dù là phiên bản độc đáo hơn. Những nỗ lực của Zayner đã chứng minh là rất có lợi cho anh ta. Tuy nhiên, kỹ thuật của anh ta có thể không nhất thiết được chấp nhận trong môi trường y tế truyền thống vì nhiều lý do.

Từ các cơ sở nghiên cứu tiên tiến đến Phòng thí nghiệm Garage

Thông thường, những kẻ tấn công sinh học đang làm việc tại nhà, từ phòng khách hoặc nhà để xe của họ.Thay vì phải tuân theo các hướng dẫn và quy định của tổ chức, họ có quyền tự do nghiên cứu theo hướng họ chọn. Họ làm việc một mình hoặc trong các nhóm nhỏ, và đôi khi liên quan đến một nhà khoa học chuyên nghiệp có thể cung cấp hướng dẫn.

Tuy nhiên, có một số nhược điểm đối với việc sinh học. Các tài liệu đi đường, ví dụ, có thể khó lấy nếu bạn không có quyền truy cập tổ chức. Taq polymerase là một trong những vật liệu như vậy - đây là một DNA polymerase ổn định nhiệt cần thiết cho phản ứng chuỗi polymerase (PCR) liên quan đến khuếch đại DNA.

Một phần lớn của nhiệm vụ cộng đồng bẻ khóa sinh học là giáo dục. Các khóa học thực hành cho phép các thành viên của công chúng học hỏi từ các chuyên gia, do đó, sau đó họ cũng có thể đóng góp cho khoa học. Năm 2010, phòng thí nghiệm công nghệ sinh học cộng đồng đầu tiên, được gọi là Genspace, đã được mở tại Brooklyn, New York. Cũng như nhiều sáng kiến ​​DIY Bio khác, nó được bắt đầu bởi một nhóm các nhà khoa học nhiệt tình. Phong trào ở cơ sở này thúc đẩy khoa học công dân và khuyến khích các thành viên của mình làm việc trên các dự án của riêng họ và khám phá ý tưởng của họ. Các khóa học về không gian được giảng dạy bởi các chuyên gia có bằng tiến sĩ và thành viên là 100 đô la một tháng, bao gồm quyền truy cập 24/7 vào các cơ sở, thiết bị và nhân viên tình nguyện.

Phòng thí nghiệm Văn hóa truy cập là cộng đồng khoa học công dân và khoa học công dân của Oakland. Họ cũng cung cấp cho các thành viên của mình một phòng thí nghiệm sinh học phân tử được trang bị đầy đủ. Họ đang lên kế hoạch bao gồm một phòng thí nghiệm cấp độ 2 về an toàn sinh học trong tương lai, điều này sẽ cho phép họ làm việc trên các tế bào người và phân lập các sinh vật vi khuẩn mới.

Nếu bạn muốn tìm phòng thí nghiệm sinh học tại địa phương, có nhiều địa điểm được liệt kê ở Bắc Mỹ, cũng như một số địa điểm trên toàn thế giới. Cơ hội DIY Bio có thể gần hơn bạn nghĩ.

Khái niệm về tấn công sinh học thậm chí còn có khả năng vượt ra khỏi ranh giới của các phòng thí nghiệm truyền thống. Phòng thí nghiệm di động, cỡ hộp cơm trưa, có thể trở nên có sẵn. Bento Lab là một ví dụ như vậy. Đây là một phòng thí nghiệm phân tích DNA cơ bản bao gồm tất cả các công cụ cần thiết cho sinh học phân tử. Nó cho phép bạn lấy mẫu sinh học, trích xuất DNA và thực hiện phân tích DNA cơ bản. Nó bao gồm một máy điều nhiệt, máy ly tâm và hộp điện di DNA, làm cho nó trở thành một bộ dụng cụ phòng thí nghiệm sẵn sàng, được đóng gói trong một hộp tiện dụng giống như một máy tính xách tay.

Người đồng sáng lập Bento Lab Philipp Boeing và Bethan Wolfenden đã gây quỹ cho phòng thí nghiệm thông qua một chiến dịch Kickstarter. Khi Bento Lab có thể xuất xưởng sản phẩm của mình, sự đổi mới có thể đặc biệt phù hợp với các phòng thí nghiệm tại trường cũng như những người đam mê tấn công sinh học.

Biohacking có an toàn không?

Một số nhà phê bình lo ngại về sự an toàn của các phòng thí nghiệm trong nhà để xe và cho rằng việc tấn công sinh học có thể gây nguy hiểm, đặc biệt là khi làm việc với các sinh vật sống. Loại hoạt động này không được quy định, đó là cả ưu điểm và nhược điểm của nó.

Một mặt, những kẻ tấn công sinh học không bị hạn chế bởi các quy định của chính phủ có thể đẩy ranh giới của khoa học đi xa hơn. Mặt khác, một số người lo ngại rằng các vi khuẩn nguy hiểm tiềm tàng có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm của họ. Tuy nhiên, tấn công sinh học dường như chưa phát triển đến trạng thái nguy hiểm, và rất khó có khả năng các nhà sinh học tự làm có thể tham gia vào các dự án di truyền biến đổi. Bản thân các công cụ sinh học thúc đẩy một hình thức giám sát thông qua tính minh bạch và đánh giá ngang hàng.

Tuy nhiên, điều này có thể thay đổi nếu các nhà khoa học bắt đầu chỉnh sửa gen của con người và sửa đổi các sinh vật của con người. Lợi ích và rủi ro của các thủ tục như vậy (ví dụ, thay đổi phôi người) là rất phức tạp và đòi hỏi sự giám sát chặt chẽ về đạo đức. Điều này áp dụng cho tất cả các cài đặt có thể thực hiện các thử nghiệm như vậy, bao gồm các phòng thí nghiệm được quy định. Nhiều chuyên gia phản đối tất cả các công việc có thể dẫn đến con người biến đổi gen. Tháng 9 này, Hội đồng Nuffield về đạo đức sinh học - một tổ chức độc lập tư vấn cho các nhà hoạch định chính sách - đã công bố một đánh giá đạo đức về chỉnh sửa bộ gen. Trong báo cáo của mình, họ cảnh báo về cách các sinh vật chỉnh sửa bộ gen có thể được quản lý bên ngoài môi trường quy định và đặc biệt đề cập đến các nhà khoa học nghiệp dư hiện có quyền truy cập vào bộ dụng cụ trực tuyến rẻ tiền.

Nhiều phòng thí nghiệm sinh học chỉ hoạt động với vi khuẩn được coi là an toàn. Chẳng hạn, Genspace chỉ sử dụng các sinh vật không gây bệnh và không hoạt động với tế bào người. Họ cũng hợp tác với một ban cố vấn an toàn bên ngoài. Để phù hợp với điều này, một số chuyên gia đề nghị xã hội nên cho phép công nghệ xử lý sinh học tiến bộ trong khi theo dõi sự phát triển của nó, vì vậy những nỗ lực này có cơ hội tốt hơn dẫn đến kết quả tích cực khi chúng tiếp tục.