Pepitas crescidas em reatores, código genético editado por humanos e novas tecnologias de mRNA podem mudar nossa relação com a própria vida.
NO MEIO DO CAMINHO The Matrix , Cypher desliza uma faca por um enorme bife, olha para o pedaço de carne pendurado em seu garfo e reconhece que sua realidade não é, bem, real. Esse bife é uma construção, parte de um programa digital que diz a seu cérebro que é "suculento e delicioso". Irritado e desiludido com o mundo real áspero e queimado, Cypher pede uma passagem segura de volta para um mundo virtual, onde mais uma vez será alimentado com um fluxo constante de sinais elétricos pré-programados para serem interpretados por sua mente como uma experiência luxuosa.
Aquela cena ficou comigo, de volta em 1999, após os créditos laminados e saí um cinema de Tóquio não muito longe de Akihabara, um centro denso para os vendedores que vendem produtos eletrônicos, jogos de vídeo, e exibe experimentais, os quais pressagiava um Matrix -como futuro. Nós escaparíamos para uma realidade digitalizada, usando fones de ouvido ou fios, para brincar em paisagens virtuais.
Duas décadas depois, algo inesperado se aproxima: o futuro da realidade será virtual, sim, mas também sintético . Começando com componentes do mundo natural - DNA, moléculas mais básicas, células - os cientistas já estão alterando a biologia, realizando uma espécie de alquimia que permite que esses materiais sirvam a um propósito novo ou melhor. A refeição futura de Cypher não será uma construção digital, mas física, sintetizada a partir de células animais.
E os cientistas estão sintetizando mais do que apenas o jantar. As oportunidades de avanços na medicina, no desempenho humano e na ciência dos materiais são enormes. Mas a biologia tende a evoluir de maneiras inesperadas. Nossos novos projetos para a vida têm o potencial de se transformar em mutações irreconhecíveis do que vemos hoje, levando a uma cascata de consequências indesejadas.
As forças que impulsionam o movimento da carne sintetizada são práticas. Os sistemas agrícolas modernos estão ajudando a desestabilizar o clima e os ecossistemas da Terra, enquanto eventos climáticos extremos adicionam imensa incerteza à agricultura e pecuária. Cientistas de Oxford e da Universidade de Amsterdã estimaram que a carne cultivada exigiria 7 a 45 por cento menos energia, ocuparia 99 por cento menos terra e produziria 78 a 96 por cento menos gases do efeito estufa do que os animais convencionais criados para consumo.
Um suprimento de alimentos centrado na biologia sintética também reduz as emissões de gases do efeito estufa de outras maneiras. Por um lado, promete diminuir a distância entre vários operadores na cadeia de abastecimento. Antes comido apenas no Japão, o sushi agora requer uma concentração de CO 2- operação intensiva de pesqueiros comerciais, pescadores, freezers, aviões com temperatura controlada e caminhões refrigerados para levar o peixe cru às massas. O atum sintético removeria a maioria dessas etapas ao se aproximar da coisa real; A Finless Foods, com sede na Califórnia, já está desenvolvendo carne de atum rabilho de cultura. Na próxima década, grandes biorreatores podem estar situados fora das grandes cidades, produzindo carne cultivada para ser usada por escolas, hospitais e talvez até restaurantes e mercearias. A vida marinha atualmente ameaçada pela pesca excessiva pode mais uma vez florescer em nossos oceanos.
Mas quando formos capazes de sintetizar a carne, enfrentaremos um novo desafio regulatório. Teoricamente, teremos a capacidade de cultivar carne de qualquer animal, o que significa que algumas pessoas escolherão cultivar e consumir animais que nunca consideraríamos comer hoje por causa de seu alto nível de inteligência, como golfinhos, chimpanzés e elefantes. Alguém, em algum lugar, pode simplesmente tentar fazer kebabs de cocker spaniel, o que, tecnicamente, ficará fora da jurisdição das agências reguladoras atuais. A proibição de certas carnes sintéticas pode entrar em vigor, mas um mercado negro e uma cena clandestina underground para clientes em busca de emoção emergiriam potencialmente.
Seu vinho, cerveja e destilado favoritos também estão para ser sintetizados. Se, como eu, você é um bebedor de bourbon, sabe como é importante o processo de envelhecimento - as temperaturas sazonais contraem e expandem a madeira do barril, produzindo sabores ricos ao longo de vários anos. Se algo der errado durante esse longo processo, pode ser financeiramente catastrófico para o destilador (para não falar de partir o coração para o bebedor). Mas uma bebida sintética, projetada com inteligência artificial para identificar padrões em um enorme depósito de dados de possíveis combinações de estilos e sabores, reduziria a incerteza da espera. Um uísque sintetizado poderia ser feito de seus componentes moleculares para ter as características de um produto de uma destilaria do Kentucky, mas ser engarrafado em um laboratório em San Francisco.
Os sabores sintéticos vão questionar o que consideramos autêntico e bom, e quais papéis os humanos devem desempenhar no cultivo do que comemos e bebemos. Presumimos que os consumidores pagarão pelo artesanato, e isso ainda pode ser verdade no futuro, com uma diferença: e se eles valorizassem os biocientistas-chefe e seu trabalho mais do que os mestres cervejeiros?
Se pudermos ver além da névoa de nossos antiquados sintéticos, o momento atual - em que estamos aprendendo a manipular moléculas, criar microorganismos e construir sistemas de biocomputação - é o início de uma nova era na evolução da civilização: a Era Biológica . O que construímos durante esta nova era irá desbloquear novas oportunidades de negócios, mitigar ou até mesmo reverter os danos ambientais e melhorar a condição humana de inúmeras outras maneiras. Em maio de 2010, o cientista J.
Craig Venter e sua equipe anunciaram uma descoberta surpreendente: eles poderiam destruir o DNA de um organismo chamado Mycoplasma capricolum e substituí-lo pelo DNA que escreveram em um computador baseado em outra bactéria semelhante, Mycoplasma mycoides. Usando um software especial, as sequências de DNA são carregadas em uma espécie de editor de texto para o código do DNA. Depois que o DNA é escrito ou editado para a satisfação do pesquisador, uma nova molécula de DNA é gerada do zero usando algo semelhante a uma impressora 3D. O que estou descrevendo não é clonar a vida, mas, sim, redesenhá-la usando a biologia sintética, um novo campo da ciência que faz a reengenharia de organismos para ter novas capacidades.
A equipe de Venter chamou sua criatura de 907 genes JCVI-syn1.0, ou Synthia, para abreviar. Foi a primeira espécie autorreplicante do planeta cujos pais eram, tecnicamente, computadores, e o projeto foi pensado para ajudar a equipe a entender os princípios básicos da vida, desde o mínimo de células. Em 2016, a equipe de Venter criou o JCVI-syn3.0, um organismo unicelular com ainda menos genes - apenas 473 - o que o tornou a forma de vida mais simples já conhecida. O organismo agiu de maneiras que os cientistas não previram. Ele produziu células com formas estranhas à medida que se auto-replicou. Os cientistas passaram a acreditar que haviam retirado muitos genes, incluindo aqueles responsáveis pela divisão celular normal. Eles remixaram o código mais uma vez e, em março de 2021, anunciaram uma nova variante, JCVI-syn3A. Ainda tem menos de 500 genes, mas se comporta mais como uma célula normal.
Essas variantes são agora consideradas por alguns como um novo ramo da árvore da vida - aquele em que os humanos redesenham e dão forma a novas espécies. Este nível de controle abre novas oportunidades enormes. Já vimos um, na forma de RNA mensageiro , encontrado nas vacinas Pfizer-BioNTech e Moderna Covid-19. O mRNA fabricado em laboratório fornece um conjunto de instruções às células que as ajudam a impedir o ataque do vírus. Essa abordagem - usando RNA sintético - é muito mais eficaz e adaptável do que protocolos de vacina de longa data. Na verdade, Moderna e BioNTech estão elaborando instruções genéticas que podem ser escritas como software e empacotadas em equivalentes a drives USB nanoscópicos. Uma vez que esses impulsos biológicos são inseridos nas células, essas células baixam obedientemente as instruções do mRNA, traduzindo uma série de letras em uma proteína. O mRNA é então (metaforicamente) ejetado, e as células produzem certos componentes do coronavírus para dar a partida no sistema imunológico. Essas vacinas seriam potencialmente mais seguras e fáceis de controlar, porque, ao contrário das terapias genéticas, que podem levar a alterações genéticas permanentes ou mesmo herdadas, O mRNA só existe em nossas células de forma efêmera, como uma história de desaparecimento do Instagram. Essas vacinas para Covid-19 são apenas a primeira de muitas maravilhas que a bioeconomia de amanhã criará.
Dependendo de onde você está, essas realidades sintéticas pousam em algum lugar entre "realmente emocionante" e "gravemente preocupante".
Usando mRNA, os cientistas poderiam instruir o corpo a construir suas defesas imunológicas para encontrar e matar o câncer. Muito antes de fabricarem vacinas Covid-19, tanto a Moderna quanto a BioNTech pesquisavam exatamente isso. Depois de analisar uma amostra de tecido de um tumor cancerígeno, as empresas executam análises genéticas para desenvolver vacinas de mRNA personalizadas, que codificam mutações contendo proteínas exclusivas do tumor do paciente. O sistema imunológico usa essas instruções para pesquisar e destruir células semelhantes em todo o corpo. A BioNTech está atualmente em ensaios clínicos para vacinas personalizadas para muitos tipos de câncer, incluindo câncer de ovário, câncer de mama e melanoma. A Moderna está desenvolvendo vacinas contra o câncer semelhantes. Ambas as empresas entendem que a fábrica de medicamentos mais poderosa do planeta já pode estar dentro de você. Só precisamos descobrir como aproveitá-lo.
A biologia é a tecnologia mais importante deste século. No entanto, ao contrário da tecnologia física digital ou inorgânica, que tende a se degradar ou travar se não for mantida, a biologia frequentemente se auto-sustenta, mesmo quando não queremos. É aqui que essas consequências indesejadas aparecem. Criar um genoma viável mínimo, ou qualquer outro organismo novo, pode levar a um efeito cascata e ser impossível de administrar na natureza, embora a possibilidade de JCVI-syn3.0 escapar e causar danos seja baixa. Mas o que acontece quando genes modificados se misturam com populações selvagens e espécies nativas? O chamado cruzamento cruzado pode levar a novos tipos de ervas daninhas ou um novo microorganismo patogênico que pode espalhar doenças para outros animais. Um acidente de laboratório pode resultar na inofensiva bactéria de laboratório de hoje, tornando-se a catástrofe ecológica de amanhã.
As tecnologias usadas para editar e reescrever a vida já estão em uso, de maneiras inesperadas. Em 2017, pesquisadores da Universidade de Tóquio e da Universidade de Stanford relataram que injetaram um embrião de rato, que foi editado para crescer sem pâncreas, com células-tronco especiais de camundongo. Conforme o rato amadurecia, ele formava um pâncreas feito inteiramente de células de camundongo. A equipe então transplantou células daquele pâncreas de volta para um camundongo que havia recebido um medicamento para causar diabetes e curou-o da doença. Em um marco mais preocupante na biologia, em 2021, cientistas de institutos na China, Espanha e Estados Unidos anunciaram que haviam cultivado embriões de macaco que foram injetados com células-tronco humanas. Eles cresceram no laboratório por até 20 dias antes de morrer.
Existe um termo para essas formas de vida híbridas sintéticas: quimeras , que na mitologia grega eram parte leão, parte cabra e parte monstros serpentes. E um híbrido macaco-humano é um campo minado ético. Em algum ponto, essas quimeras herdarão qualidades que estão em algum lugar entre os humanos, nos quais a experimentação não é permitida, e os animais, que muitas vezes são criados especificamente para pesquisa. Não temos um sistema para definir as características “humanas” em um mundo de quimeras animal-humanas. Como decidiremos quando um animal se torna muito humano? E se as quimeras escaparem e se cruzarem na selva?
Dependendo de onde você se encontra, nossas realidades sintéticas futuras pousam em algum lugar entre "realmente emocionante" e "gravemente preocupante". The Matrixos filmes nos incitam a despertar e resistir ao governo autoritário. Em nossa busca para nos libertar das restrições, para reescrever a vida como acharmos adequado, podemos nos encontrar às voltas com um problema inverso: uma total falta de controle.
Nas próximas décadas, precisaremos tomar decisões, como repensar nosso suprimento global de alimentos e se uma entidade comercial deve receber as chaves da evolução. Se não tomarmos cuidado, podemos dividir a sociedade de novas maneiras prejudiciais. E se o fosso digital que tanto preocupa as pessoas hoje for seguido por um fosso sintético, em que apenas os ricos desfrutam dos benefícios de uma medicina avançada e corpos melhorados? Com poderosos sistemas de biotecnologia implantados, a quem concederemos autoridade para programar a vida ou criar novas formas de vida? Como indivíduos, temos livre arbítrio e a responsabilidade de fazer boas escolhas sobre a bioeconomia vindoura, de que precisaremos para sobreviver neste planeta e além. O código para o nosso futuro está sendo escrito hoje. É onde começa a nova história de origem da humanidade.
Comments