We staan aan de vooravond van een buitengewone doorbraak in de synthetische biologie. CRISPR-Cas9, een technologie voor genoombewerking die in 2014 werd ontdekt, loopt voorop bij deze doorbraak. Ons wordt beloofd om problemen met voeding, ziekte, genetica op te lossen en - het meest interessante - om het menselijk genoom ten goede te veranderen. Om ons beter, sneller, sterker, slimmer te maken: dit is een kans om ons sneller opnieuw te maken dan natuurlijke selectie en evolutie tot hun zintuigen komen.
Natuurlijk waarschuwen veel experts voor de gevaren van deze nieuwe kansen. Er stroomt een enorme stroom geld naar biotech-startups en de race naar de top kan scherpe bochten maken. In 2017 hebben wetenschappers een uitgestorven stam van het dodelijke paardenvirus weer tot leven gewekt. CRISPR kan helpen bij het creëren van geheime biologische wapens zoals pokken, of het verbeteren van bestaande ziekten zoals ebola, waardoor ze een nachtmerrie worden voor epidemiologen.
Met doorbraken die op sciencefiction lijken, kan de taak om hype van realiteit te onderscheiden overweldigend lijken. Maar dit moet worden gedaan, vooral voor mensen die ver van de wetenschap af staan. Hoe de potentiële risico's en voordelen realistisch te beoordelen? Nieuw onderzoek van Amerikaanse en Britse wetenschappers dat onlangs in eLifeSciences is gepubliceerd, werpt licht op ten minste 20 bio-engineeringkwesties.
De onderzoekers analyseerden twintig ontwikkelingsrichtingen in verschillende tijdshorizons: de komende vijf jaar, de komende tien jaar en meer dan tien jaar. Een doorbraak in kunstmatige fotosynthese wordt verwacht in de komende vijf jaar. Omdat planten kooldioxide kunnen omzetten in brandstof, kan kunstmatige fotosynthese cruciaal zijn voor de energiecrisis en de strijd tegen klimaatverandering. Hoewel elk plan om kooldioxide te verwijderen in de strijd tegen het klimaat enorm zal zijn, heeft recent onderzoek aangetoond dat kunstmatige fotosynthese CO2 efficiënter kan verminderen dan planten en het kan omzetten in methanol als brandstof.
De landbouwgrond raakt op, omdat de wereldbevolking blijft groeien; er is een nieuwe Groene Revolutie nodig om de wereld te voeden. Het antwoord is om de natuurlijke fotosynthese te verbeteren door genetische modificatie, zoals het C4-gen werd geactiveerd in rijst. Het verhoogde de rijstoogst met 50%, en aangezien rijst een kolossale bron van calorieën is, is dit een zeer krachtige doorbraak.
Onderzoekers verwachten ook dat er in de komende vijf jaar een serieuze controverse zal ontstaan. De eerste betreft de ethiek van genmanipulatie, die leidt tot het ontstaan van een populatie met nieuwe kenmerken. Onder insecten zoals muggen verspreiden deze genen zich zeer snel, en mensen zijn van plan ze te gebruiken om muggen onvruchtbaar te maken. Dit kan ecosystemen beschadigen en tot onbedoelde gevolgen leiden. Kunnen we een manier vinden om de beslissing om genen te bewerken ongedaan te maken voordat deze zich over generaties verspreidt? Sceptici betwijfelen het.
Een andere controverse zal zich de komende vijf jaar ontvouwen: hoe gemakkelijk zal het zijn om het menselijk genoom te bewerken? Wetenschappers merken op dat ons vermogen om het menselijk genoom te bewerken ons begrip van de functies van deze genen heeft overtroffen. Eerder onderzoek keek voornamelijk naar statistische correlaties tussen genetische aandoeningen en overerving van bepaalde genen. Misschien zal een zorgvuldige bewerking ons in staat stellen experimenten uit te voeren die de geheimen van ons eigen DNA onthullen; Uiteindelijk leerden we hoe we de muizen van de ziekte van Huntington konden verlossen.
Maar het gebeurt zo dat het experimenteren met mensen een unieke reeks ethische problemen met zich meebrengt, en wetenschappers merken op dat wereldregeringen niet echt haast hebben om ze aan te pakken - en China verwaarloost volledig.
Promotie video:
Op de middellange termijn zijn wetenschappers bezorgd over de opkomst van steeds geavanceerdere biotechnologische methoden. Misschien kunnen we over vijf tot tien jaar hele vervangende organen creëren door te experimenteren met genen. In de afgelopen jaren heeft tissue engineering al geleerd hoe blazen, heupen, vagina's, luchtpijpen, aders, slagaders, oren, huid, kniemeniscus en hartvlekken te maken of te laten groeien.
Het repareren van een gebroken hart klinkt misschien als het ideale gebruik van biotechnologie, en aangezien dierproeven blijven aantonen dat de gecreëerde weefsels zeer succesvol kunnen worden geïmplanteerd, is het vooruitzicht meer dan reëel. Het is echter onwaarschijnlijk dat het goedkoop is. Zou dit ook de reeds bestaande gezondheidskloof niet verergeren, waar rijke mensen hun leven kunnen verlengen door organen te vervangen, terwijl anderen dat niet kunnen?
Deze methoden kunnen een bijzondere impact hebben op de productie van medicijnen. Vaccins zijn een lichtend voorbeeld. Veel vaccins worden nu gemaakt met kippeneieren, net als 70 jaar geleden. Zoals verwacht heeft deze oude methode zijn beperkingen; de belangrijkste stammen van het virus moeten maanden worden gevonden voordat ze zich daadwerkelijk verspreiden, want ook het produceren van een vaccin duurt enkele maanden. DARPA sponsort een bedrijf dat elke maand tientallen miljoenen griepvaccins probeert te produceren. Als we proberen een nieuwe pandemie in te halen - een pandemie die miljoenen levens zou kunnen opeisen - moeten we gewoon werken aan de technologieën die ons in staat zullen stellen dit te doen.
Maar hoe meer mensen er zijn, hoe meer risico's er ontstaan. Door middel van bio-engineering kunnen illegale drugs worden geproduceerd. Erger nog, het vooruitzicht van een bio-engineered supervirus, opzettelijk of onopzettelijk gecreëerd. Genetische informatie zou de nieuwe valuta kunnen zijn; net zoals een algoritme vandaag miljoenen kan kosten of chaos kan veroorzaken, zullen de genen van morgen met alle middelen moeten worden beschermd. De gevolgen van een gehackte computer kunnen frustrerend zijn; de gevolgen van het hacken van een persoon kunnen veel erger zijn.
Ilya Khel
