Синтетическая биология — демократизация биотехнологий?

В 1970-х энтузиасты из Homebrew Computer Club в Кремниевой долине делились знаниями о создании компьютеров своими руками. Их недовольство сложностью сборки из отдельных деталей побудило Стива Возняка создать Apple I, что изменило историю.

Аналогично предполагается, что синтетическая биология запустит новую волну инноваций через стандартизацию компонентов и сокрытие технических деталей генетической модификации — теоретически позволяя любому с хорошей идеей создавать что-то новое. Но для истинной доступности биотехнологий неспециалисты должны уметь проектировать и собирать из органических материалов. Чтобы понять реальность, я обратился к участникам London Biohackspace (LBHS).

В 2012 году Филипп Боинг увлёкся биохакингом, так как он обещал позволить каждому экспериментировать с биоинженерией. Вместе с командой UCL iGEM 2012 он планировал создать первый «публичный биобрик» — стандартизированную биологическую деталь, сделанную биохакерами. Команда работала в тесном помещении LBHS (упоминаемом в сюжете BBC как «шкаф»). «Мы действительно собирали оборудование, амплифицировали ДНК, запускали гель и делали компетентные клетки», — говорит Филипп. — «Но мы не трансформировали эти клетки из-за правил по рекомбинантной ДНК. Это сделали позже в учебных лабораториях UCL. В итоге проект Public Biobrick стал интереснее именно из-за препятствий, чем если бы мы просто нашли "армию пипеточников"... он превратился в исследование того, как далеко мы можем зайти, прежде чем придётся обратиться к университету».

«Попасть в лабораторию уровня сдерживания 1 (Containment Level 1) было особенно сложно», — объясняет Кэтрин Дисней. Это необходимо для генетической модификации, и в 2012 году такой возможности не было. С тех пор LBHS переехал в новую лабораторию на Hackney Road с разрешением на исследования с ГМ. Это расширило возможности участников, что видно по проектам: 3D-печать бактериальной целлюлозы (JuicyPrint) и «SynBio DIY Brew Kit». Начинает ли биохакинг оправдывать ожидания?

Чтобы ответить, я хотел узнать, насколько реалистично, что «любой» может заниматься биохакингом. Лабораторная работа может быть дорогой (£50 за несколько пластиковых гребней?), но Том Ходдер, помогающий управлять LBHS, не согласен: «Думаю, стоимость переоценивают. Как хобби, DIYbio не дороже, чем, скажем, владение мотоциклом, занятие оборудоёмким спортом или фотография».

Есть ли другие барьеры? «Основное ограничение — время, усилия и упорство, необходимые для получения навыков и опыта, чтобы делать что-то интересное», — говорит Том. Кэтрин разделяет это мнение: «Люди получают PhD по синтетической биологии — это не ремесленный навык, который можно просто выучить и применять ко всему».

Технические сложности DIYBio подтверждает Лена Асаи, студентка-дизайнер Goldsmiths, University of London, участвовавшая в создании SynBio DIY brew kit: «По личному опыту знаю, что генетическая модификация может быть сложной для новичков без формального обучения. Гражданская наука не так доступна, как её изображают в СМИ и научных журналах. В результате... участники DIY biology не обязательно представляют широкую публику».

Кто входит в LBHS? «Год назад я бы сказал, что регулярные биохаки — это IT-специалисты (сисадмины/разработчики) и биологи», — говорит Том. — «С тех пор появились дизайнеры, художники и фотографы... [а также] чистые инженеры, мало интересующиеся биологией, кроме используемых технологий. (Лабораторные роботы, лазеры и микроскопы привлекают многих!)».

Сложно ли неспециалистам начать? Для Кэтрин, выпускницы по текстилю, ответ: «И да, и нет — легко, если знаешь, что хочешь сделать или попробовать, например, базовую экстракцию ДНК и её чтение. Но настоящая синтетическая биология — это гораздо сложнее без помощи обученного специалиста. Лично у меня не хватило бы уверенности просто прийти в лабораторию и сделать — нужно действительно хорошо разбираться в биологии и науках, чтобы по-настоящему "хакать"».

В этом, возможно, ключевая проблема — технологические разработки, такие как дешёвое, портативное (эстетически приятное) оборудование, могут сделать технические аспекты биологии доступными, но понимание того, что достижимо, может всегда требовать экспертных знаний. Поэтому для связи науки с людьми из разных дисциплин Лена организовала междисциплинарные воркшопы Co-Lab (от японского слова コラボレーション (collaboration)).

Но можно сделать больше. Стандартизация компонентов и репозитории ДНК, такие как Addgene и Registry of Standard Biological Parts, отлично подходят для обмена ДНК между академическими лабораториями. Но даже игнорируя проблемы характеристики продуктов, беглый просмотр сайтов показывает, что для создания чего-либо всё ещё требуется много научных знаний. Чтобы создать, например, тепловой датчик, нужно знать, что означают термины промотор, сайт связывания рибосомы, терминатор и кодирующая последовательность, а также всю сопутствующую науку. Ситуация, когда можно заказать «тепловой датчик с диапазоном xx» и «индикатор цвета xx» и просто соединить их, пока далека.

Так чего же могут достичь биохаки сейчас? Лена указывает на проект Counter Culture Lab's Open-Insulin, объясняя: «[Они] стремятся "создать и усовершенствовать синтетический инсулин из E. coli" и надеются, что дженерик-фармацевтическая компания использует этот протокол для производства инсулина, доступного для пациентов с диабетом по всему миру». Это отличный пример того, что при наличии добровольцев и спонсоров DIYBio может продвигать важные проекты, которые обычно не получают финансирования из-за отсутствия «научного» или коммерческого интереса.

Не менее важно, как говорит Лена: «DIY biology не только помогает развитию открытых исследований, но и распространяет идеи о новых подходах к науке, позволяя проводить эксперименты просто из любопытства». Наука удовлетворяет человеческую потребность исследовать мир и не должна ограничиваться лабораторной средой, контролируемой обладателями PhD (на этом forcefully настаивает биохакер Джозая Зайнер в материале Кристен В. Браун).

Очевидно, нужно сделать больше, чтобы биологическая инженерия стала доступной. Приведёт ли биохакинг к появлению новых Microsoft, Google или Apple или нет, биохаки способствуют духу открытых междисциплинарных исследований, сохраняя радость науки. Лена подвела лучший итог: «В конце концов, это место для любителей — а это всё равно прекрасное место!».