Биоинформационная гонка на выживание

На днях известный хайтек-предприниматель Павел Дуров поделился новостью о том, что по миру у него насчитывается более ста биологических детей. Это произошло благодаря тому, что много лет назад он несколько раз выступал в качестве донора спермы, и, по словам Дурова, по сей день как минимум в одной из клиник ЭКО его замороженная сперма все еще доступна для анонимного использования семьями, желающими завести детей.

Теперь бизнесмен решил открыть свой ДНК-код, чтобы детям было легче найти друг друга. Об этом он рассказал в своем мессенджере Telegram.

Новость вызвала широкий резонанс. Другой известный хайтек-предприниматель Илон Маск даже не удержался и прокомментировал новость в том духе, что у Дурова «уровень новичка». Правда, сослался он при этом почему-то не на свой опыт, а на опыт Чингисхана, у которого, согласно легенде, было около 600 детей.

Чем примечательна эта новость?

В ней сошлись две главные технологические революции современности — цифровая революция, обычно маркируемая мемом «искусственный интеллект», и биотехнологическая, самым ярким проявлением и символом которой стала технология генного редактирования CRISPR. И героем этих двух революций отныне является Павел Дуров.

Обе революции не просто развиваются параллельно, но и усиливают друг друга. При этом вторая, биотехнологическая, совершенно незаслуженно находится в тени первой. Хотя ее последствия будут носить не менее, а скорее всего, более фундаментальный характер и рано или поздно значимо изменят природу человека.

Биопанк пока отстает

Примерно понятно, почему биореволюция оказывается в тени. Индустрия масскульта давно сформировала мощную субкультуру киберпанка с ее апокалиптическим предсказанием упадка человеческой культуры на фоне прогресса компьютерных технологий, виртуальной реальности и искусственного интеллекта, которые либо будут поставлены на службу тотальной кибернетической технократии, либо приведут к «восстанию машин». Ничего подобного в области генетики не произошло. Субкультура биопанка существенно моложе и не так широко распространена. Из тех же голливудских хитов на эту тему вспоминается разве что «Гаттка» (1997), тогда как одних «Терминаторов» наснимали шесть штук, не считая сериалов.

К тому же обычный человек в своей жизни сталкивается с проявлениями цифровой революции гораздо чаще. Смартфоны и мессенджеры, интернет и соцсети, сотовая связь и интернет-телевидение, навигаторы для автомобилей и маркетплейсы стали неотъемлемой частью повседневной реальности. Это делает тему ИИ более «близкой» и «понятной», в то время как генная инженерия, несмотря на свою значимость, остается за пределами повседневного опыта большинства людей.

Именно технология ЭКО и является одним из немногих проявлений биореволюции, с которой может столкнуться обыватель. Эта технология уже вполне зрелая, отработанная и широко распространенная. С 1978 по 2018 год при помощи ЭКО было рождено 8 млн человек, или около 0,1% численности современного человечества. В 2020 году в России при помощи ЭКО появились на свет 2% новорожденных — 30 тыс. из 1,4 млн человек. Сегодня в Москве медицинские услуги по всему циклу ЭКО стоят от 100 тыс. рублей. При диагнозе «бесплодие» возможно даже проведение ЭКО по ОМС.

Экстракорпоральное оплодотворение — показатель того, как широко могут быть развернуты медицинские решения на основе секвенирования генома и генного редактирования. По сути, базовая инфраструктура уже развернута, и на ее основе можно быстро продвигать появляющиеся апробированные методики. А в том, что такие методики — это вопрос ближайшего будущего, нет никаких сомнений.

Например, несколько групп исследователей из разных стран провели серию успешных экспериментов по возвращению слуха детям с врожденной глухотой. В начале года появились сообщения, что американские и китайские медики успешно вернули слух детям с мутацией в гене отоферлина (OTOF) при помощи экспериментальной генной терапии, заменив дефектную версию гена на корректную форму в клетках внутреннего уха. Была исправлена мутация DFNB9 в гене OTOF, которая вызывает одну из распространенных форм врожденной глухоты. Этот участок ДНК отвечает за синтез белковых молекул, играющих важную роль в преобразовании акустических колебаний в электрические импульсы в волосковых клетках внутреннего уха.

Аналогичный удачный эксперимент провели британские ученые. После инъекции c рабочей копией гена OTOF (процедура заняла 16 минут) у полуторогодовалого ребенка появился слух. Спустя три недели после введения препарата девочка начала реагировать на громкие звуки, за 24 недели ее слух развился до способности улавливать шепот, а весной 2024 года маленькая пациентка начала говорить.

Другой пример: итальянско-британская команда ученых показала, что введение так называемого антивозрастного гена (LAV-BPIFB4), ранее обнаруженного у долгожителей, помогает остановить ухудшение функций сердца у людей среднего возраста, а в случае пожилых — омолодить этот жизненно важный орган.

Биоинформатика на марше

Эти два примера лишь незначительная часть потока новостей о прорывных исследованиях в области генетики и биотехнологий. Но подлинные чудеса происходят на стыке цифровой и биотехнологической революций.

Еще четыре примера.

Первый. В конце мая швейцарский стартап FinalSpark запустил онлайн-проект Neuroplatform, который обеспечивает пользователю удаленный доступ к вычислительной системе на основе 16 органоидов человеческого мозга. Компания предоставила доступ к своей платформе удаленного вычисления девяти учреждениям, чтобы помочь стимулировать исследования и разработки в сфере биообработки данных. Еще три десятка университетов заинтересованы в доступе к нейроплатформе, подписка на которую стоит 500 долларов в месяц за пользователя.

Второй. Летом появились сообщения о том, что китайские ученые разработали программное обеспечение с открытым исходным кодом MetaBOC, которое позволяет живым клеткам человеческого мозга, выращенным на чипе, управлять роботами: избегать препятствий, следить за объектами или использовать манипуляторы для захвата предметов. Интегрированные с микроэлектронной системой органоиды мозга вырастают из плюрипотентных стволовых клеток человека и могут развиваться в весьма сложные системы. При трансплантации в мозг эти органоиды могут устанавливать функциональные связи с мозгом хозяина, что создает основу для создание интегрированной связки человек — киберсистема. И здесь уже Илон Маск с его вживляемыми в мозг чипами от Neuralink выглядит «новичком», не правда ли?

Третий. Австралийские ученые вырастили 800 тыс. клеток мозга на чипе, которые научились играть в компьютерную игру понг всего за пять минут. Проект был профинансирован австралийскими военными и преобразован в компанию Cortical Labs. В 2023 году Cortical удалось сохранить жизнеспособность клеток органоидов мозга в течение рекордных 12 месяцев. Исследователи отмечают, что подобные биокомпьютеры обучаются гораздо быстрее и используют меньше энергии, чем современные чипы ИИ, демонстрируя «большую интуицию, проницательность и творчество».

Четвертый. Этой весной американцы представили первый нейросетевой инструмент для создания полностью искусственных систем редактирования генома CRISPR-Cas. Дело в том, что природные бактериальные системы, оказываясь в неестественных для них условиях эукариотических клеток, обладают значимыми функциональными недостатками — в первую очередь недостаточной эффективностью редактирования, действием вне заданной мишени и невысокой стабильностью. А поиск и разработка новых систем — процесс долгий и трудозатратный. Чтобы ускорить процесс, американские ученые использовали большую языковую модель ProGen2, созданную компанией Profluent для нейросетевого дизайна белковых молекул. Они собрали данные среди 26,2 трлн пар оснований собранных микробных геномов и метагеномов из разных родов и биомов. Это позволило выявить почти миллион с четвертью (!) оперонов CRISPR-Cas разных типов.

Прогресс таких биоинформационных исследований выглядит сколь вдохновляюще, столь и пугающе. Нет никаких сомнений, что в ближайшее время подобные методики и технологии начнут массово использоваться при лечении и недопущении заболеваний, для создания кибернетических организмов, а затем, с неизбежностью, и для «улучшения» человека. Это порождает массу этических проблем и фобий, одна из которых состоит в том, что суперэлита из суперлюдей «поработит» человечество.

Однако исторический опыт человечества показывает, что элиты стремятся главным образом к экспансии, а не к обособлению. Здесь показателен пример того же Чингисхана, и, возможно, в скором времени таким примером станет Павел Дуров. В конкурентной эволюционной системе ставящие на обособление проигрывают.