® مدير المنتدى ® رسالة sms : عدد المساهمات : 11575 الاٍقامة : وراء الأفق حيث لاشئ سواى وحبيبتى العمل : مهندس نوسا البحر :   2013-02-23, 5:10 pm | | تحميل كتاب التكوين الثاني: كيف سيعيد علم الأحياء التركيبي اختراعنا نحن والطبيعة pdf لجورج تشيرش
Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves
لتحميل الكتاب أضف ردّا واضغط هنا
regenesis-how-synthetic-biology-will-reinvent-nature-and-ourselves-by-ed-regis-and-george-m-church.pdf
Size: 34MB
URL: http://filecom.net/atRZUD1H
أو
regenesis-how-synthetic-biology-will-reinvent-nature-and-ourselves-by-ed-regis-and-george-m-church.doc
Size: 32MB
URL: http://bit.ly/YDRXH5
أو
regenesis-how-synthetic-biology-will-reinvent-nature-and-ourselves-by-ed-regis-and-george-m-church.epub
Size: 29MB
URL: http://bit.ly/VIAJv8
Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves by George Chruch and Ed Regis
2012 | 304 Pages | ISBN: 0465021751 | EPUB | 2 MB
Imagine a future in which human beings have become immune to all viruses, in which bacteria can custom-produce everyday items, like a drinking cup, or generate enough electricity to end oil dependency. Building a house would entail no more work than planting a seed in the ground. These scenarios may seem far-fetched, but pioneering geneticist George Church and science writer Ed Regis show that synthetic biology is bringing us ever closer to making such visions a reality.
In Regenesis, Church and Regis explorethe possibilities—and perils—of the emerging field of synthetic biology. Synthetic biology, in which living organisms are selectively altered by modifying substantial portions of their genomes, allows for the creation of entirely new species of organisms. Until now, nature has been the exclusive arbiter of life, death, and evolution; with synthetic biology, we now have the potential to write our own biological future. Indeed, as Church and Regis show, it even enables us to revisit crucial points in the evolution of life and, through synthetic biological techniques, choose different paths from those nature originally took.
Such exploits will involve far more than just microbial tinkering. Full-blown genomic engineering will make possible incredible feats, from resurrecting woolly mammoths and other extinct organisms to creating mirror life forms with a molecular structure the opposite of our own. These technologies—far from the out-of-control nightmare depicted in science fiction—have the power to improve human and animal health, increase our intelligence, enhance our memory, and even extend our life span.
A breathtaking look at the potential of this world-changing technology, Regenesis is nothing less than a guide to the future of life.
Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves by George Chruch and Ed Regis
http://uploaded.net/file/l9idejab/Regenesis.epub
http://www.secureupload.eu/q702cqdhq9ij/Regenesis.epub
هل يمكن إحياء نياندرتال؟
حوار: فيليب بيثجي ـ جوان جرول
في حوار مع دير شبيجل، يوضح "جورج تشيرش" خبير علم الأحياء التركيبي synthetic biology في جامعة هارفرد كيف أن الحمض النووي DNA سوف يكون مادة البناء المستقبلية القادرة على بناء بشر مقاومين للفيروسات، والقادرة ربما على إعادة سلالات بائدة مثل نياندرتال إلى الحياة.
يبلغ جورج تشيرش من العمر ثمانية وخمسين عاما، وهو من رواد علم الأحياء التركيبي، ذلك المجال الذي يرمي إلى أن يقوم معمليا بتخليق الحمض النووي والأعضاء المركبة. خلال ثمانينيات القرن الماضي، ساهم أستاذ الجينات بجامعة هارفرد في إطلاق مشروع الجينوم البشري الذي أنتج خريطة الجينوم البشري. وبالإضافة إلى عمله الراهن المنصب على تطوير آليات لسلسلة الحمض النووي وتركيبه، يشارك في تأسيس نحو دزينتين من المزارع البيوتكنولجية. وفي كتابه الحديث "التكوين الثاني: كيف سيعيد علم الأحياء التركيبي اختراعنا نحن والطبيعة؟"، الذي قام بتشفيره على هيأة خيوط من الحمض النووي وتوزيعه على شرائح حمض نووي صغيرة، يرسم تشيرش قصة خلق جديد يتم هذه المرة بيد البشر.
كانت لدير شبيجل مؤخرا جلسة مع تشيرش لمناقشة سِفره الجديد وآفاق استخدام علم الأحياء التركيبي في إعادة نياندرتال من انقراضه وفكرة صنع بشر قادرين على مقاومة جميع الجراثيم.
***
ـ السيد تشيرش، تتنبأ بأنه سوف يتسنى في القريب استنساخ نياندرتال. ماذا تعني بـ"القريب"؟ هل ستشهد في حياتك ميلاد طفل نياندرتال؟
ـ هذا يعتمد على جحيم من الأمور لا أول لها ولا آخر، ولكنني أعتقد أن هذا سوف يحدث. والذي يجعلني أعتقد بإمكانية ذلك هو أن هناك حفنة من التقنيات التي تتطور بسرعة لم تكن قائمة من قبل. قراءة الحمض النووي على وجه الخصوص أصبحت الآن أسرع بمليون مرة مما كانت عليه قبل ثماني سنوات. وهناك تقنية أخرى سوف تلزم لإبطال انقراض نياندرتال وهي الاستنساخ البشري. نحن قادرون على استنساخ جميع أنواع الثدييات، فمحتمل جدا أن نستطيع استنساخ إنسان. إذ ما الذي يجعلنا غير قادرين على هذا؟
ـ ربما أن هذا ممنوع؟
ـ قد يكون الأمر كذلك في ألمانيا، لكنه ليس ممنوعا في كل العالم. وعلى فكرة، القوانين يمكن أن تتغير.
ـ هل استنساخ نياندرتال أمر مرغوب فيه؟
ـ هذه مسألة أخرى. أنا شخصيا أحدد الأشياء المرغوب فيها بناء على التوافق المجتمعي. لكن دوري أنا هو أن أحدد ما هو ممكن تقنيا. كل ما أستطيع القيام به هو تقليل المخاطرة وزيادة الفوائد.
فلنتكلم إذن عن الفوائد المحتملة من نياندرتال في هذا العالم.
ـ حسن، نياندرتال قد يفكر بطريقة مختلفة عن التي نفكر بها الآن. نحن نعرف أن جماجمها أكبر. ولعلها تكون أذكى منا أيضا. وحينما يحين الوقت الذي يتحتم فيه التعامل مع وباء أو خروج جماعي من الكوكب أو ما شاكل ذلك، فمن المحتمل أن تكون لطريقتها في التفكير فائدة.
ـ كيف يمكن أن نتخيل هذا: تقوم بتحضير نياندرتال في معمل، وتطلب منه حل مشكلات وتدرس طريقتها في التفكير؟
ـ لا، من المؤكد أنه سوف يتحتم خلق مجموعة فيتسنى لها أن تمتلك إحساسا بالهوية. بل إن من الممكن أن تخلق هذه المجموعة ثقافة نيونياندرتالية جديدة وتصبح قوة سياسية.
ـ ألن يكون أمرا إشكاليا من وجهة النظر الأخلاقية أن يتم خلق نياندرتال من أجل الفضول العلمي وحده؟
ـ حسن، قد يكون الفضول جزءا من الأمر، ولكنه ليس القوة الدافعة الرئيسية. الهدف الرئيسي هو زيادة التنوع. الشيء الخطر على المجتمع هو نقص التنوع. هذا يصدق على الثقافة مثلما يصدق على التطور، وعلى السلالات مثلما على المجتمعات. لو أن الثقافة تحولت إلى ثقافة أحادية، لأصبح خطر الهلاك محدقا. وعليه فإن إعادة خلق نياندرتال سوف تكون في المقام الأكبر مسألة حماية مجتمعية.
ـ لو نحينا كل الشكوك الأخلاقية جانبا، هل تعتقد بالإمكانية التقنية لإعادة إنتاج نياندرتال؟
ـ أول ما ينبغي القيام به هو سَلْسلة الجينوم النياندرتالي، وهذا تم بالفعل. الخطوة الثانية هي تقسيم هذا الجينوم إلى عشرة آلاف شريحة ثم تركيب هذه الشرائح. وأخيرا يتم وضع هذه الشرائح في خلية جذعية بشرية. ولو أننا قمنا بهذا كثيرا، فسوف يتسنى لنا توليد خلية جذعية تقترب أكثر فأكثر من متسلسلة نياندرتال المناظرة. ولقد طورنا الإجراء شبه الأوتوماتيكي اللازم لعمل هذا في معملي. وأخيرا يتم تجميع الشرائح في خلية جذعية بشرية وبذلك يتسنى خلق نياندرتال مستنسخ.
ـ ويكون الحاضن بشريا، صح؟ تقول في كتابك إن "امرأة مغامرة إلى أقصى حدود المغامرة" سوف تصلح لأن تكون الأم الحاضنة
ـ نعم. بشرط مسبق بطبيعة الحال، وهو أن يصبح استنساخ البشر مقبولا اجتماعيا.
ـ هل يمكن إيقاف الإجراء في منتصف الطريق وبناء نصف نياندرتال باستخدام هذه التقنية؟
ـ يمكن وقد يحدث. وقد يصل الأمر إلى أن لا نحتاج من جينوم نياندرتال إلا إلى بعض التحولات mutations القليلة. وبفرض أن هذا تحقق فنجد مثلا أن هذه التحولات الخمسة قادرة على تغيير المسارات العصابية ، وحجم الجمجمة وبضع أشياء محورية قليلة أخرى. من شأن هذا أن يعطينا ما نريد من ناحية التنوع العصابي. وأشك أننا في حالة كهذه قد نبالي كثيرا بما سيئول إليه شكل الوجه (يضحك)
ـ هل يمكن أن يأتي اليوم الذي يمكن فيه أن نغوص أكثر في التاريخ التطوري ونعيد خلق أسلاف أكثر قدما من نياندرتال مثل الأوسترالوبيثيكوس Australopithecus أو الهومو إركتوس Homo erectus؟
ـ حسن، يمكن الوصول إلى أي شيء إذا توفر الحمض النووي. ولكن حدود العثور على شظايا الحمض النووي يدور ربما في فلك مليون عام فقط.
ـ هذا يعني أننا لن نشهد عودة إنسان الكهف أو الديناصورات؟
ـ ربما لا يحدث هذا. لكن حتى إذا لم يتوفر الحمض النووي، يبقى من الممكن عمل شيء شبيه. فمثلا، لو أننا أردنا عمل ديناصور، ربما يكون علينا أولا أن ننظر في النعامة، فهي من أقرب أقارب الديناصور الأحياء. نأخذ نعامة، وهي طائر ضخم، ونتساءل: "ما الفارق بين الطيور والديناصورات؟ كيف حدث أن فقدت الطيور أيديها؟" ونحاول تحديد التحولات مستعينين بالهندسة الوراثية الارتجاعية إلى الديناصور. أظن هذا الأمر سوف يكون مجديا.
ـ وارد أيضا أن نخلق أنماطا حياة لم يسبق لها الوجود؟ أرانب على سبيل المثال لها أجنحة؟
ـ هذا احتمال أبعد. ومع ذلك، ينبغي أن تكون الأمور ممنطقة من وجهة النظر الهندسية. هناك حزمة من الأمور التي تجعل الطيران ممكنا بالنسبة للطيور، وليس الأجنحة فقط. فعظام الطيور شديدة الخفة، والريش، وعضلات الصدر في غاية القوة، وتستمر القائمة.
ـ الأرانب الطائرة والديناصورات العائدة لا تبدو اليوم إلا من قبيل الخيال العلمي. لكن العلماء يقومون حاليا بتخليق حياة تركيبية على المستوى الجرثومي. فهناك بكتريا جديدة تكتشف الزرنيخ في مياه الشرب. وهم يخلقون لقاحات مركبة ووقود ديزل. أنت تسمي هذه المخلوقات بـ "الآلات الجديدة". فما علاقتها بالآلات التي نعرفها؟
ـ الكائنات جميعا آلات بمعنى أنها تتألف من أجزاء متحركة وما يشبه التروس الداخلية. الفارق الوحيد أنها معقدة بطريقة لا يمكن تصديقها. هي آلات تتسم بدقة ذرية.
ـ وما الذي سوف تستخدم فيه هذه الآلات؟
ـ أوه، علم الحياة سوف يخترق تقريبا كل مجالات التصنيع. لن يكون مقصورا على الزراعة والطب. يمكننا أن نستخدم علم الأحياء بطرق لم يسبق قط أن استخدم فيها هذا العلم. فيمكن مثلا استخدام جزيئات الحمض النووي كسقالات ثلاثية الأبعاد للخامات اللاعضوية ويتم هذا بدقة ذرية. كما أنه يمكن تصميم أي بنية تقريبا باستخدام الكمبيوتر ثم بضغطة زر يكون هناك حمض نووي مركب داخليا.
ـ الحمض النووي إذن بوصفه خامة البناء في المستقبل؟
ـ بالضبط. وهذا مذهل. علم الأحياء بارع في صنع الأشياء شديدة الدقة. لننظر مثلا إلى الشجر. الأشجار معقدة بصورة كبيرة للغاية، من وجهة النظر الجزيئية على الأقل. ومع ذلك، فهي شديدة الرخص لدرجة أننا نحرقها أو نحولها إلى مناضد. الطن من الشجر يكلف نحو خمسين دولارا. هذا يعني أن من الممكن صنع أشياء ذرية الدقة تقريبا بسعر خمسة سنتات للكيلو.
ـ أنت تتكلم بجدية عن استخدام الحمض النووي في صنع جميع أنواع الآلات ـ من سيارات وكمبيوترات وآلات للقهوة
ـ أعتقد أن الاحتمال كبير للغاية في أن يكون هذا ممكنا. والحقيقة أن الكمبيوترات المصنوعة من الحمض النووي ستكون أفضل من الكمبيوترات الحالية لأنها ستعمل بمعالِجات أصغر وستكون أكفأ في التعامل مع الطاقة.
ـ لنستعرض الآن بضع تطبيقات مختلفة لعلم الأحياء التركيبي. كم من الزمن يلزم قبل أن نملأ سياراتنا بوقود أنتجته ميكروبات مركَّبة؟
ـ الواقع أن لدينا بالفعل كائنات تنتج وقودا صالحا لمحركات السيارات الحالية. هذه الكائنات تقوم بتحويل ثاني أكسيد الكربون والضوء إلى وقود من خلال استخدام التركيب الضوئي photosynthesis بالدرجة الأساسية.
ـ وهذا يتم بطريقة اقتصادية مقبولة؟
ـ إذا كان 1.30 دولار للجالون سعرا مناسبا، فالإجابة نعم. وسوف يقل السعر.
ـ علينا إذن أن نعجل باستيعاب الحياة التركيبية في تخطيطنا لمستقبل الطاقة في ألمانيا؟
ـ الحقيقة، لا أجد من الضروري أن أظن بأن التريث خطأ. فألمانيا لا تخسر ما تكسبه دول أخرى الآن، لكن ينبغي أن يكون هناك قدر من التخطيط ورسم السياسات.
ـ الألمان بطبيعيتهم يتخوفون من الكائنات المعدلة جينيا
ـ لكن لا تنسوا: ما نتكلم عنه الآن ليس الكائنات المعدلة جينيا. ستكون هذه في حاويات، فإذا توفرت عملية تخطيط حذرة، أعتقد أن ألمانيا ستبرع في عمل هذا براعة أي دولة أخرى.
ـ هناك معارضة شعبية ضارية للهندسة الجينية في ألمانيا. كيف تراها؟ هل تثير ضيقك؟
ـ بالعكس تماما. بل أعتقد على المستوى الشخصي أنها مثمرة. وأعتقد أن هناك حالات قليلة نسبيا أفضى فيها النقاش إلى إبطاء التكنولوجيا. أعتقد أننا يجب أن نتحلى بالحذر على ألا يعني ذلك أن نعطل التكنولوجيا الجديدة. بل يجب أن يعني ذلك الإنصات، والمراقبة، وإجراء الاختبارات. ويجب أن نضمن أن يكون الرأي العام على دراية جيدة بما يجري. وسوف يكون شيئا عظيما إذا حدث وأصبح الساسة في كل أرجاء العالم مهرة في التكنولوجيا مهارة المواطن العادي في السياسة.
ـ القبول يبلغ أقصى ذراه حينما يكون أول تطبيقات التكنولوجيا الجديدة في مجال الصناعة الطبية ...
ـ ... نعم، وقدرات الحياة التركيبية هائلة بصفة خاصة فيما يتعلق بالصيدلة. ولعل أيام العقاقير الجزيئية molecule الصغيرة الكلاسيكية تكون معدودة. بل إن مجرد استمرارها في العمل أصلا إلى الآن معجزة في حد ذاته. فهذه الأدوية تعطي جرعاتها للجسم كله. فتتفاعل تفاعلات غير مرغوبة مع جزيئات أخرى. في حين أننا نتحسن يوما بعد يوم في برمجة الخلايا. ولذلك أعتقد أن العلاجات الخلوية سوف تكون الفتح القادم. ففي حال القيام بهندسة الجينومات والخلايا، يتوفر بناء على ذلك قدر لا يصدق من التعقيد. ولو أننا ضربنا مثالا بفيروس الآيدز ...
ـ ... وهذا مرض تريد أن تنتصر عليه بالعلاج الخلوي؟
ـ نعم. كل ما يلزم هو أخذ خلية الدم المصابة من الجسم وإعادة هندستها باستخدام العلاج الجيني للتوصل إلى نسخ من جين CCR5 وهو الجين المسئول عن تلقي الآيدز ثم حقنها في الجسم، وفي هذه الحالة لا يعود من الممكن التعرض للإصابة بالآيدز من جديد لأن الفيروس سوف يعجز عن اختراق الخلايا.
ـ هل نصيب إذا افترضنا أنك لن تتردد في استخدام العلاج الخلوي الجرثومي أيضا إذا أمكنك تحسين البشر جينيا بهذه الطريقة؟
ـ حسن، هناك بالفعل العلاج بالخلايا الجذعية. هناك زرع الخلايا الجذعية الدموية وهو منتشر على نطاق واسع وزرع الخلايا الجذعية الجلدية. بمجرد امتلاك الخبرة الكافية بهذه التقنيات يمكن البدء في الحديث عن الاستنساخ البشري. من الأشياء الواجب القيام بها هندسة خلاياتا بحيث تقل احتمالية إصابتها بالسرطان. وبمجرد أن تقل احتمالية إصابتنا بالسرطان، يمكن رفع خواصها المتعلقة بالتجدد الذاتي وتقل بذلك احتمالية إصابتها بالشيخوخة. هناك من الناس من يعيشون حتى يبلغوا 120 عاما. ماذا لو أننا جميعا قادرون أن نعيش حتى نبلغ الـ 120؟ قد يعد هذا من الأشياء المرغوب فيها.
ـ ولكنك لا تعرف بعد أي الجينات هي التي يجب تغييرها لتحقيق هذا الهدف.
ـ ولكي نكتشف هذا، نعمل الآن على سلسلة أكبر عدد ممكن من الناس الذين تجاوزت أعمارهم 110 عاما. وليس هناك من هؤلاء في العالم كله إلا ستون شخصا نعرفهم.
ـ هل توصلتم فعلا إلى أية نتائج؟
ـ مبكر جدا القول بهذا. ولكننا جمعنا الحمض النووي من نحو عشرين منهم، وبدأ التحليل للتو.
ـ تتوقع أن تكون لديهم جميعا نوعية التحولات التي تضمن طول العمر؟
ـ هذا احتمال. الاحتمال الآخر أن تكون لكل منهم ميزته الصغيرة التي يتميز بها عمن سواه. ما نتطلع إليه هو مجموعة الجينات الوقائية. لو أن لكل واحد منهم مجموعته الخاصة، فبوسعنا النظر إلى المجموعات كلها، ونرى ما قد يحدث لو أننا وضعناها جميعا في شخص واحد؟ هل تبطل بعضها بعضا أم أنها تتعاون؟
ـ أنت تتصور بجدية حقبة جديدة تعمل فيها الجينات كمضادات للشيخوخة؟
ـ وما المانع؟ أشياء كثيرة كانت من قبل مرهونة بالحظ ولكن لم يعد لزاما تركها مرهونة به لو أننا أدخلنا علم الأحياء التركيبي إلى المعادلة. ولنضرب مثالا بمقاومة الفيروسات ...
ـ ... وهي بدورها أمر قابل للتحقق باستخدام علم الأحياء الرتكيبية؟
ـ نعم، حيث يتبين أن هناك طرقا مؤكدة لصنع عضويات من أي نوع مقاومة لأي نوع من الفيروسات. لو تم تغيير الشفرة الجينية ...
ـ أنت تتكلم عن الشفرة التي تستخدمها جميعا أشكال الحياة في تشفير معلوماتها الجينية؟
ـ بالضبط، يمكن تغيير هذه الشفرة. ونحن نختبر هذا في البكتريا، وقد يكون ممكنا جدا خلق مضاد أكيد لفيروس الإشريكية القولونية [بحسب ترجمة ويكيبديا لـ Escherichia coli] على سبيل المثال. ولكننا لن نقطع بشيء ما لم نصل إليه فعلا. وأنا لا أعد بأي شيء. أنا فقط أمهد الطريق، بحيث يتسنى للناس أن يروا المستقبل الذي نحن مقبلون عليه.
ـ ولو نجح هذا في البكتريا، فقد تنتقل إلى النباتات، فالحيوانات، بل والبشر؟ بمعنى: لا حصبا ولا إنفلونزا بعد ذلك.
ـ مؤكد. وهذا بالمناسبة سيكون حجة أخرى من حجج الاستنساخ، فمن المحتمل أن يكون الاستنساخ من أفضل السبل الممكنة لبناء بشر مقاومين للفيروسات. وقد يتم القبول بهذه الإجراءات، طالما هي تجري ببطء وتخضع لاختبارات كافية. وأنا لست أناضل. أنا فقط أقول إن هذه هي الطريقة التي قد تجري بها الأمور.
ـ الأمر كله يبدو بسيطا ومباشرا. أليست العمليات التركيبية أشد تعقيدا مما تود أن تسوقنا إلى الاعتقاد به؟
ـ بلى. الأحياء علم معقد، ولكنه في واقع الأمر أبسط من كثير من التقنيات التي نتعامل معها. وسبب ذلك أننا أوتينا هبة عظمى وهبتنا إياها الأحياء. إذ أن بوسعنا أن نأخذ قليلا من الحمض النووي ونضعه في خلية جذعية بشرية وما يلي ذلك لا يزيد عن عملية تجميع ذاتية. تحدث من تلقاء نفسها. الأمر أشبه بمهندس يترك في فناء بيتنا مركبة فضاء تكاد تخلو من أدلة التشغيل، لكن كثيرا مما فيها واضح من تلقاء نفسه. فتتناول شيئا فيها وإذا بك تعرف الكثير عما يفعله بعد قليل من الفحص.
ـ هل تتفهم أن البعض سوف يشعر بعدم الارتياح إزاء فكرة تغيير جينوم السلالة البشرية؟
ـ أعتقد أن تعريف السلالة ذاته في سبيله إلى التغير على أية حال. فتعريف السلالات المختلفة حتى الآن يقوم على فكرة أن هذه السلالات غير قادرة على تبادل الحمض النووي. ولكن الحواجز القائمة بين السلالات تسقط يوما بعد الآخر. ومن المحتمل أن يتبادل البشر الجينات مع جميع أنواع الكائنات.
ـ تفكر أولا في تغيير شفرة جينية عمرها ثلاثة بليون عام. ثم توضح كيف أنك تريد خلق إنسان جديد أفضل. ألا تتساءل عن اللحظة التي سوف يتهمك الناس فيها بأنك تلعب دور الإله؟
ـ أنا بالتأكيد أحترم عقائد الآخرين. ولكن الدين بصفة عامة لا يريد الناس أن يموتوا من الجوع. واليوم لدينا سبعة بلاين إنسان يعيشون على هذا الكوكب. ولو أن جزءا من حل مشكلة التغذية لكل هذا العدد هو أن تجعل محاصيلهم مقاومة للفيروسات فعلينا إذن أن نتساءل: هل في الإنجيل ما يمنع السعي إلى خلق محاصيل مقاومة للفيروسات؟
ـ المحصول المقاوم للفيروسات شيء، والإنسان المقاوم للفيروسات شيء مختلف تماما.
ـ لماذا؟ نحن في التكنولوجيا لا نقفز. إنما هو زحف بطيء. ونحن لن نصنع إنسانا مقاوما للفيروسات قبل أن نصنع بقرة مقاومة للفيروسات. ولا أفهم لماذا يمكن أن يتأذى أحد من هذه التكنولوجيا الجديدة.
ـ بعديا عن الاعتراضات الدينية، تثير التكنولوجيا الحيوية مخاوف شديدة الواقعية. فأنماط الحياة الاصطناعية قد تتحول إلى أدوات للقتل. ألسنا بحاجة إلى احتياطات خاصة؟
ـ علينا أن نكون في غاية الحذر، أتفق على هذا تمام الاتفاق. وأنا لا أكاد أعترض مطلقا على التزام الحذر ووضع القواعد. بل إنني طلبت القواعد والإشراف والرقابة والترخيص للأحياء التركيبية. نعم، أنا أعتقد أن المخاطرة كبيرة. ولكن مخاطرة عدم القيام بأي شيء كبيرة بالمثل، لو أننا تأملنا حقيقة وجود سبعة بلايين شخص يحتاجون الطعام ويلوثون البيئة.
ـ مستر تشيرش، هل تؤمن بالرب؟
ـ سأكون أعمى لو لم أر ذلك الإيمان بأن مخططا كليا هو الذي نتج عنه وجودنا حيث نحن اليوم. الإيمان قوة هائلة في تاريخ الإنسانية. وعليه فإنني أحترم أنواع الإيمان المختلفة. مثلما أعتقد بأن التنوع أمر شديد الأهمية من الناحية الجينية، ومن الناحية الاجتماعية أيضا.
ـ لكنك تتكلم عن إيمان الآخرين. فماذا عن إيمانك أنت؟
ـ عندي إيمان بأن العلم شيء طيب. وبجدية أقول إنني أجل الطبيعة إجلالا أكيدا. وأعتقد في واقع الأمر أن كلمة "الإجلال" خلقت تقريبا ليستخدمها العلماء. ليس العلماء جميعا يشعرون بهذا الإجلال، ولكن العلماء في موضع يجعلهم يشعرون بالإجلال أكثر من سواهم في هذا الكوكب، لأنهم القادرون على تخيل الأحجام المختلفة والتعقيدات الهائلة. قد يرى الشاعر زهرة فيمضي في وصف جمالها وفي تعداد ألوانها، لكن الشاعر لا يرى آلاف الأجيال من التوالد وبلايين السنين السابقة على ذلك. ذلك كله ليس متاحا إلا للعالم.
ترجمة أحمد الشافعى
الحوار الأصلى
In a SPIEGEL interview, synthetic biology expert George Church of Harvard University explains how DNA will become the building material of the future -- one that can help create virus-resistant human beings and possibly bring back lost species like the Neanderthal.
George Church, 58, is a pioneer in synthetic biology, a field whose aim is to create synthetic DNA and organisms in the laboratory. During the 1980s, the Harvard University professor of genetics helped initiate the Human Genome Project that created a map of the human genome. In addition to his current work in developing accelerated procedures for sequencing and synthesizing DNA, he has also been involved in the establishing of around two dozen biotech firms. In his new book, "Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves," which he has also encoded as strands of DNA and distributed on small DNA chips, Church sketches out a story of a second, man-made Creation.
ANZEIGE
SPIEGEL recently sat down with Church to discuss his new tome and the prospects for using synthetic biology to bring the Neanderthal back from exctinction as well as the idea of making humans resistant to all viruses.
SPIEGEL: Mr. Church, you predict that it will soon be possible to clone Neanderthals. What do you mean by "soon"? Will you witness the birth of a Neanderthal baby in your lifetime?
Church: I think so, but boy there are a lot of parts to that. The reason I would consider it a possibility is that a bunch of technologies are developing faster than ever before. In particular, reading and writing DNA is now about a million times faster than seven or eight years ago. Another technology that the de-extinction of a Neanderthal would require is human cloning. We can clone all kinds of mammals, so it's very likely that we could clone a human. Why shouldn't we be able to do so?
SPIEGEL: Perhaps because it is banned?
Church: That may be true in Germany, but it's not banned all over the world. And laws can change, by the way.
SPIEGEL: Would cloning a Neanderthal be a desirable thing to do?
Church: Well, that's another thing. I tend to decide on what is desirable based on societal consensus. My role is to determine what's technologically feasible. All I can do is reduce the risk and increase the benefits.
SPIEGEL: So let's talk about possible benefits of a Neanderthal in this world.
Church: Well, Neanderthals might think differently than we do. We know that they had a larger cranial size. They could even be more intelligent than us. When the time comes to deal with an epidemic or getting off the planet or whatever, it's conceivable that their way of thinking could be beneficial.
SPIEGEL: How do we have to imagine this: You raise Neanderthals in a lab, ask them to solve problems and thereby study how they think?
Church: No, you would certainly have to create a cohort, so they would have some sense of identity. They could maybe even create a new neo-Neanderthal culture and become a political force.
SPIEGEL: Wouldn't it be ethically problematic to create a Neanderthal just for the sake of scientific curiosity?
Church: Well, curiosity may be part of it, but it's not the most important driving force. The main goal is to increase diversity. The one thing that is bad for society is low diversity. This is true for culture or evolution, for species and also for whole societies. If you become a monoculture, you are at great risk of perishing. Therefore the recreation of Neanderthals would be mainly a question of societal risk avoidance.
SPIEGEL: Setting aside all ethical doubts, do you believe it is technically possible to reproduce the Neanderthal?
Church: The first thing you have to do is to sequence the Neanderthal genome, and that has actually been done. The next step would be to chop this genome up into, say, 10,000 chunks and then synthesize these. Finally, you would introduce these chunks into a human stem cell. If we do that often enough, then we would generate a stem cell line that would get closer and closer to the corresponding sequence of the Neanderthal. We developed the semi-automated procedure required to do that in my lab. Finally, we assemble all the chunks in a human stem cell, which would enable you to finally create a Neanderthal clone.
SPIEGEL: And the surrogates would be human, right? In your book you write that an "extremely adventurous female human" could serve as the surrogate mother.
Church: Yes. However, the prerequisite would, of course, be that human cloning is acceptable to society.
SPIEGEL: Could you also stop the procedure halfway through and build a 50-percent Neanderthal using this technology.
Church: You could and you might. It could even be that you want just a few mutations from the Neanderthal genome. Suppose you were to realize: Wow, these five mutations might change the neuronal pathways, the skull size, a few key things. They could give us what we want in terms of neural diversity. I doubt that we are going to particularly care about their facial morphology, though (laughs).
SPIEGEL: Might it one day be possible to descend even deeper into evolutionary history and recreate even older ancestors like Australopithecus or Homo erectus?
Church: Well, you have got a shot at anything where you have the DNA. The limit for finding DNA fragments is probably around a million years.
SPIEGEL: So we won't be seeing the return of the caveman or dinosaurs?
Church: Probably not. But even if you don't have the DNA, you can still make something that looks like it. For example, if you wanted to make a dinosaur, you would first consider the ostrich, one of its closest living relatives. You would take an ostrich, which is a large bird, and you would ask: "What's the difference between birds and dinosaurs? How did the birds lose their hands?" And you would try to identify the mutations and try to back engineer the dinosaur. I think this will be feasible.
SPIEGEL: Is it also conceivable to create lifeforms that never existed before? What about, for example, rabbits with wings?
Church: So that's a further possibility. However, things have to be plausible from an engineering standpoint. There is a bunch of things in birds that make flying possible, not just the wings. They have very lightweight bones, feathers, strong breast muscles, and the list goes on.
SPIEGEL: Flying rabbits and recreated dinosaurs are pure science fiction today. But on the microbe level, researchers are already creating synthetic life. New bacteria detect arsenic in drinking water. They create synthetic vaccines and diesel fuel. You call these organisms "novel machines". How do they relate to the machines we know?
Church: Well, all organisms are mechanical in the sense that they're made up of moving parts that inter-digitate like gears. The only difference is that they are incredibly intricate. They are atomically precise machines.
SPIEGEL: And what will these machines be used for?
Church: Oh, life science will co-opt almost every other field of manufacturing. It's not limited to agriculture and medicine. We can even use biology in ways that biology never has evolved to be used. DNA molecules for example could be used as three-dimensional scaffolding for inorganic materials, and this with atomic precision. You can design almost any structure you want with a computer, then you push a button -- and there it is, built-in DNA.
SPIEGEL: DNA as the building material of the future?
Church: Exactly. And it's amazing. Biology is good at making things that are really precise. Take trees for example. Trees are extremely complicated, at least on a molecular basis. However, they are so cheap, that we burn them or convert them into tables. Trees cost about $50 a ton. This means that you can make things that are nearly atomically precise for five cents a kilo.
SPIEGEL: You are seriously proposing to build all kinds of machines -- cars, computers or coffee machines -- out of DNA?
Church: I think it is very likely that this is possible. In fact, computers made of DNA will be better than the current computers, because they will have even smaller processors and be more energy efficient.
SPIEGEL: Let's go through a couple of different applications of synthetic biology. How long will it take, for example, until we can fill our tanks with fuel that has been produced using synthentic microbes?
Church: The fact is that we already have organisms that can produce fuel compatible with current car engines. These organisms convert carbon dioxide and light into fuels by basically using photosynthesis.
SPIEGEL: And they do so in an economically acceptable way?
Church: If you consider $1.30 a gallon for fuel a good number, then yeah. And the price will go down. Most of these systems are at least a factor of five away from theoretical limits, maybe even a factor of 10.
SPIEGEL: So we should urgently include synthetic life in our road map for the future energy supply in Germany?
Church: Well, I don't necessarily think it's a mistake to go slowly. It is not like Germany is losing out to lots of other nations right now, but there should be some sort of engineering and policy planning.
SPIEGEL: Germans are traditionally scared of genetically modified organisms.
Church: But don't forget: The ones we are talking about won't be farm GMOs. These will be in containers, and so if there's a careful planning process, I would predict that Germany would be as good as any country at doing this.
SPIEGEL: There has been a lot of fierce public opposition to genetic engineering in Germany. How do you experience this? Do you find it annoying?
Church: Quite to the contrary. I personally think it has been fruitful. And I think there are relatively few examples in which such a debate has slowed down technology. I think we should be quite cautious, but that doesn't mean that we should put moratoriums on new technologies. It means licensing, surveillance, doing tests. And we actually must make sure the public is educated about them. It would be great if all the politicians in the world were as technologically savvy as the average citizen is politically savvy.
SPIEGEL: Acceptance is highest for such technology when it is first applied in the medical industry ...
Church: … yes, and the potential of synthetic life is particularly large in pharmaceuticals. The days of classic, small molecule drugs may be numbered. Actually, it is a miracle that they work in the first place. They kind of dose your whole body. They cross-react with other molecules. Now, we are getting better and better at programming cells. So I think cell therapies are going to be the next big thing. If you engineer genomes and cells, you have an incredible amount of sophistication. If you take AIDS virus as an example ...
SPIEGEL: ... a disease you also want to beat with cell therapy?
Church: Yes. All you have to do is take your blood cell precursors out of your body, reengineer them using gene therapy to knock out both copies of your CCR5 gene, which is the AIDS receptor, and then put them back in your body. Then you can't get AIDS any more, because the virus can't enter your cells.
SPIEGEL: Are we correct in assuming you wouldn't hesitate to use germ cell therapy, as well, if you could improve humans genetically in this way?
Church: Well, there are stem cell therapies already. There are hematopoietic stem cell transplants that are widely practiced, and skin stem cell transplants. Once you have enough experience with these techniques you can start talking about human cloning. One of the things to do is to engineer our cells so that they have a lower probability of cancer. And then once we have a lower probability of cancer, you can crank up their self-renewal properties, so that they have a lower probability of senescence. We have people who live to be 120 years old. What if we could all live 120 years? That might be considered desirable.
SPIEGEL: But you haven't got any idea which genes to change in order to achieve that goal.
Church: In order to find out, we are now involved in sequencing as many people as possible who have lived for over 110 years. There are only 60 of those people in the world that we know of.
SPIEGEL: Do you have any results already?
Church: It's too early to say. But we collected the DNA of about 20 of them, and the analysis is just beginning.
SPIEGEL: You expect them all to have the same mutation that guarantees longevity?
Church: That is one possibility. The other possibility is that they each have their own little advantage over everybody else. What we are looking for is protective alleles. If they each have their own answer, we can look at all of them and ask, what happens if you put them all in one person? Do they cancel each other out, or do they synergize?
SPIEGEL: You seriously envisage a new era, in which genes are used as anti-aging-cures?
Church: Why not? A lot of things that were once left to luck no longer have to be if we add synthetic biology into the equation. Let's take an example: virus resistance ...
SPIEGEL: ... which is also achievable using synthetic biology?
Church: Yes, it turns out there are certain ways to make organisms of any kind resistent to any viruses. If you change the genetic code ...
SPIEGEL: ... you are talking about the code that all life forms on Earth use to code their genetic information?
Church: Exactly. You can change that code. We're testing that out in bacteria and it might well be possible to create completely virus-resistant E. coli, for example. But we won't know until we get there. And I am not promising anything. I am just laying out a path, so that people can see what possible futures we have.
SPIEGEL: And if it works in bacteria, you presumably could then move on to plants, animals and even humans? Which means: no more measles, no more rabies, no more influenza?
Church: Sure. And that would be another argument for cloning, by the way, since cloning is probably going to be recognized as the best way of building such virus resistance into humans. As long as it is safe and tested slowly, it might gain acceptance. And I'm not advocating. I'm just saying, this is the pathway that might happen.
SPIEGEL: It all sounds so easy and straightforward. Aren't biological processes far more complicated than you would like to lead us to believe?
Church: Yes, biology is complicated, but it's actually simpler than most other technologies we are dealing with. The reason is that we have received a great gift that biology has given to us. We can just take a little bit of DNA and stick it into a human stem cell, and all the rest of it is self-assembled. It just happens. It's as if a master engineer parked a spacecraft in our back yard with not so many manuals, but lots of goodies in it that are kind of self-explanatory. You pick up something and you pretty much know what it does after a little study.
SPIEGEL: Do you understand that there will be people who feel rather uncomfortable with the notion of changing the genome of the human species?
Church: I think the definition of species is about to change anyway. So far, the definition of different species has been that they can't exchange DNA. But more and more, this species barrier is falling. Humans will probably share genes with all sorts of organisms.
SPIEGEL: First you propose to change the 3-billion-year-old genetic code. Then you explain how you want to create a new and better man. Is it any wonder to you when people accuse you of playing God?
Church: I certainly respect other people's faith. But, in general, in religion you wouldn't want people to starve. We have 7 billion people living on this planet. If part of the solution to feed those people is to make their crops resistant to viruses, then you have to ask: Is there really anything in the Bible that says you shouldn't make virus-resistant crops? I don't think there's anything fundamentally more religiously problematic about engineering a dog or a cow or a horse the way we have been doing it for 10,000 years versus making a virus-resistant crop.
SPIEGEL: Virus-resistant crops is one thing. Virus-resistant humans is something altogether different.
Church: Why? In technology, we generally don't take leaps. It's this very slow crawl. We are not going to be making a virus-resistant human before we make a virus-resistant cow. I don't understand why people should be so deeply hurt by that kind of technology.
SPIEGEL: Apart from religious opposition, biotechnology also generates very real fears. Artificial lifeforms which might turn out to be dangerous killer-bugs. Don't we need special precautions?
Church: We have to be very cautious, I absolutely agree. I almost never vote against caution or regulations. In fact, I requested them for licensing and surveillance of synthetic biology. Yes, I think the risks are high. The risks of doing nothing are also high, if you consider that there are 7 billion people who need food and are polluting the environment.
SPIEGEL: Mr. Church, do you believe in God?
Church: I would be blind, if I didn't see that faith in an overall plan resulted in where we are today. Faith is a very powerful force in the history of humanity. So I greatly respect different kinds of faith. Just as I think diversity is a really good thing genetically, it's also a good thing societally.
SPIEGEL: But you're talking about other people's faith. What about your own faith?
Church: I have faith that science is a good thing. Seriously, I'd say that I am very much in awe of nature. In fact, I think to some extent, "awe" was a word that was almost invented for scientists. Not all scientists are in awe, but scientists are in a better position to be in awe than just about anybody else on the planet, because they actually can imagine all the different scales and all the complexity. A poet sees a flower and can go on and on about how beautiful the colors are. But what the poet doesn't see is the xylem and the phloem and the pollen and the thousands of generations of breeding and the billions of years before that. All of that is only available to the scientists.
SPIEGEL: Mr. Church, we thank you for this conversation.
Correction: The editors have removed the word "hell" from the first answer provided by Mr. Church. He did not use the term -- it was added during the editing stage of the interview. We apologize for the error.
Interview conducted by Philip Bethge and Johann Grolle.
_________________  حسن بلم | |
| |
