Nowy start nauki o życiu w epoce genu

Zaskakująco, do zeszłego tygodnia, zrozumienie, jak to składanie działa, było poza możliwościami największych nawet komputerów: maleńkie zmiany w kącie mogły dawać całkowicie inne kształty i przewidzenie, jaki kształt wyniknie z danej sekwencji, było równie trudne jak przepowiadanie pogody. Teraz, dzięki znakomitej firmie sztucznej Inteligencji (AI), DeepMind, (która kilka lat temu sprzedała się Google), uczący się algorytm rozgryzł ten problem i przewidział setki tysięcy kształtów z sekwencji. Zrobił to jako bisowanie po pokonaniu mistrza świata w piekielnie skomplikowanej grze „Go”: w żadnym z tych wypadków nie uczyli go eksperci, ale uczył się sam z przykładów.

Sir Venki Ramakrishnan, który zdobył Nagrodę Nobla za odkrycie struktury rybosomów (maszyny, która tłumaczy DNA na białka), powiedział mi w zeszłym tygodniu, że przełom dokonany przez  DeepMind jest olbrzymi: „prawdopodobnie nie pojmujemy jeszcze jego wpływu i wszystkich sposobów, na jakie zmieni nasze uprawianie biologii”.  

Naukowcy nie będą dłużej musieli zgadywać i sprawdzać, które białka co robią: mogą odkryć “in silico”, jaki kształt dana sekwencja genu da białkom. To pomoże przy projektowaniu leków, projektowaniu szczepionek i zrozumieniu chorób od Alzheimera do Covid. Kolec na wirusie jest kluczem, który pasuje do zamka w naszych komórkach. Przewidywanie, kiedy wirus dzikiego nietoperza może otworzyć ludzkie komórki, nie będzie dłużej wymagało ryzykownych eksperymentów wzmocnienia funkcji.

Ten przełom jest jednak także przypomnieniem, że nauki przyrodnicze przedstawiają wielką okazję w nadchodzących dziesięcioleciach. Podczas gdy lata 1900-1950 były latami spektakularnego postępu w transporcie, a lata 1950-2000 niezwykłych innowacji w informacji, to lata 2000-2050 mogą okazać się wiekiem genu. Obecnie mamy namacalne poczucie zmniejszających się zysków w informatyce. Prawu Moora zabrakło przestrzeni; nie trzeba już regularnie wymieniać smartfonów; internet i media społeczne dojrzały.  

Zamiast tego w wyniku pandemii będziemy mieć obsesję na punkcie zdrowia. Nowe techniki tworzenia szczepionek opartych na RNA, które tak szybko odniosły sukces w zeszłym roku, zwrócą się do raka. Mikrobiom może rozpocząć rozwiązywać tajemnice alergii. Genomika będzie borykać się z Alzheimerem i zdrowiem psychicznym. A samo starzenie się może stopniowo zamienić się w dającą się wyleczyć dolegliwość. Nie chodzi tylko o medycynę: DNA już dokonał transformacji genealogii i medycyny sądowej. W zeszłym miesiącu skazano mordercę za zbrodnię popełnioną w 1972 roku dzięki entuzjazmowi jego krewnych do genealogii.

W tym tygodniu ogłoszono także niezwykły rezultat w rolnictwie. Mała manipulacja RNA w młodych roślinach doprowadziła do 50 procentowego wzrostu plonów ziemniaków i ryżu w próbie polowej (w laboratorium osiągnięto potrójny wzrost). Jeśli to zadziała komercyjnie, oznacza to radykalną redukcję obszaru ziemi potrzebnej do wyżywienia ludzkości i wzrost ziemi niepotrzebnej dla rolnictwa: wspaniała wiadomość dla dzikiej natury.

Krótko mówiąc, nastała epoka nauk przyrodniczych. Proszę zauważyć, że chociaż przełom Deep Mind dotyczył komputerów, zastosowaniem była bionauka. Dobrą wiadomością jest to, że Wielka Brytania jest i zawsze była wyjątkowo mocna w biologii: od Darwina do podwójnej helisy, sekwencjonowania genów, klonowania, dzieci z probówki i odcisków palców DNA, wszystko to wynaleziono tutaj.

Nie wierzcie więc tym, którzy głoszą nadchodzącą “wielką stagnację”, kiedy innowacje skończą się. Przed tymi, którzy mają odwagę, otwierają się wspaniałe możliwości, co rządowa strategia innowacji rozpoczęta w tym tygodniu pokazuje wyraźnie.

Nie traktujcie jednak innowacji jako czegoś oczywistego. Innowacje przynoszą ze sobą dobrobyt, ale nigdy nie można by tego podejrzewać sądząc po tym, jak rzadko wspominane są w parlamencie i większości mediów. Silnik odkrywania i zastosowań krztusi się nieco z powodu wielkiego obciążenia narastającymi regulacjami, w ramach których działa. Przedsiębiorcy muszą staczać coraz trudniejsze walki przeciwko głupim regułom, frustrującym opóźnieniom, lobbowaniu przez już istniejące firmy, ekstremalnej ostrożności przebranej w szaty troski o środowisko i innym podobnym przeszkodom.

Pierwsza publikacja w the Telegraph:

Life Science Is Taking Off in the Age of the Gene

Rational Optimist, 24 lipca 2021

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Matt Ridley

Brytyjski pisarz popularnonaukowy, sympatyk filozofii libertariańskiej. Współzałożyciel i b. prezes International Centre for Life, "parku naukowego” w Newcastle. Zrobił doktorat z zoologii (Uniwersytet Oksfordzki). Przez wiele lat był korespondentem naukowym w "The Economist". Autor książek: The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature (1994; pol. wyd. Czerwona królowa, 2001, tłum. J.J. Bujarski, A. Milos), The Origins Of Virtue (1997, wyd. pol. O pochodzeniu cnoty, 2000, tłum. M. Koraszewska), Genome (1999; wyd. pol. Genom, 2001, tłum. M. Koraszewska), Nature Via Nurture: Genes, Experience, and What Makes us Human (także jako: The Agile Gene: How Nature Turns on Nurture, 2003), Rational Optimist 2010.