Интервью«Вдруг мы создадим вирус, который всех сожрет?»

Вчера в Лондоне попробовали первую котлету, созданную полностью из искусственного мяса; на днях краудфандинг-сайт Kickstarter запретил проекты на стыке биологии и технологий после того, как один из них набрал почти полмиллиона долларов; каждый (пока только американец) всего за сто долларов уже давно может узнать всё о своих предках и генетически запрограммированных заболеваниях. Всё это происходит прямо сейчас, биотехнологии сегодня — обычное дело. Мы поговорили с биоинформатиком Дмитрием Барабановым, который работает в компании 23andMe жены создателя Google Сергея Брина Анне Войжитски. 23andMe высылает своим пользователям трубку, куда нужно плюнуть, и вернуть её назад в компанию. Через две недели 23andMe предоставляет подробный отчёт о геноме по исследованной слюне.

Дмитрий Барабанов

Backend Software Engineer
on Research team, 23AndMe

О хакспейсах для биологов, где создаются светящиеся цветы, новые организмы и печатаются органы

С недавних пор мы смотрим на организмы как на сложные инженерные системы. Пусть их создала природа, но теперь мы эти организмы можем менять, приспосабливать, использовать для нужд человечества. С одной стороны, да, мы не можем всё контролировать. Вдруг мы сотворим вирус, который всех нас сожрет? С другой стороны, мы можем создать какой-то очень полезный продукт для человечества. Наш проект светящегося цветка — это самый безопасный проект в рамках синтетической биологии, который только можно придумать. Это хороший тест для общества. Вообще же синтетическая биология имеет огромный потенциал: производство новых видов топлива, которые не выделяют углеводород, выращивание органов в медицинских целях или производство пищи, которой будет не хватать при 10-миллиардном населении Земли.

Так выглядит искусственное мясо, созданное
в Британии из стволовых клеток коров.

Кроме работы в 23AndMe я являюсь членом хакспейса для биологов BioCurious, который также находится в Кремниевой долине. Занимаемся open-source биологией — DIYbio. Цветок, о котором я говорил, один из самых известных наших проектов. Он светится сам по себе: как светлячки или определённые люминесцентные виды водорослей. Всё это мы делаем в BioCurious. Обычный хакспейс — это место, где могут собраться разработчики и работать вместе. Это чисто работа с компьютером. У нас такая же идея, но у каждого здесь своя лаборатория: микроскопы и пробирки. Можно прийти и провести эксперимент, пообщаться с другими людьми и заняться собственным проектом.

Как мы заставляем цветок светиться? Находим определённые гены, которые отвечают за это свойство организма и пересаживаем их в другой организм. Конечно, сейчас приходится пересаживать гены не в самый красивый, но хорошо исследованный цветок Arabidopsis. Наше исследование мы выложили на Kickstarter. Целью было собрать 60 тысяч долларов, но только за первую неделю мы заработали 400 тысяч. Теперь мы создадим светящуюся розу.

Ещё один проект — это биореактор, в котором растут водоросли. Эти организмы уже сейчас применяются для многого. Например, в Азии это один из источников питания, ещё водоросли можно использовать как топливо (уже есть прототипы двигателей, которые работают на масле, полученном в процессе отжима водорослей), также водоросли можно использовать в косметике или скармливать скоту. В будущем, когда кончится нефть, водоросли могут стать одним из альтернативных источников энергии. Какие проблемы возникают с водорослями сейчас? Сегодня люди выращивают водоросли просто в пруду. То есть у тебя имеется пруд под открытым небом, в котором ты пытаешься вырастить водоросли. Контролировать такую систему очень сложно. Если в пруд попадают какие-то вредоносные бактерии, то пруд быстро умирает. То, что мы пытаемся сделать, — это биореактор, который закрыт со всех сторон. Там куча сенсоров, с помощью которых можно контролировать абсолютно всё: температуру, уровень углеводорода, уровень света и так далее. Так можно установить оптимальные параметры роста. Сейчас на рынке существует подобный образец, который стоит больше десяти тысяч долларов. Мы же делаем всё на открытом коде, используем Raspberry Pi, дешёвые сенсоры. Если у нас всё пойдет хорошо, то через несколько месяцев мы сможем это выложить, и другие хакспейсы по всему миру смогут скопировать этот проект себе.

Есть проект биопринтера, который печатает клетками. С помощью Bio-3D-принтеров можно создавать целые человеческие органы — уже напечатали ухо, сейчас в работе печень. Все так же, как и в простом 3D-принтере, только вместо пластика — клетки определённого органа. Но тут пока есть свои сложности. Как подавать в этот орган кровь? Как сделать капиллярную систему? Эти задачи пока решаются. В будущем, если ты поцарапал себе ухо, скачаешь в интернете дизайн и делай себе новое.

Пару лет назад в Южной Калифорнии появился первый синтетический организм. То есть все ДНК этого организма были напечатаны на компьютере, а потом синтезированы. Пока это простые одноклеточные организмы, но уже сейчас возникает вопрос: как так могут собраться простые люди в хакспейсе и начать делать живые организмы? Это вопрос сложный. А почему этим беспрепятственно занимаются корпорации или правительство? Вот, к примеру, как вы относитесь к программе создания биологического оружия, существовавшей в СССР?

О компании 23AndMe, позволяющей каждому узнать информацию о своих генах за 99 долларов

Нашу ДНК можно представить как последовательность букв в компьютере. К примеру, протеины можно изобразить в виде четырёх букв, у человека всего три миллиарда этих базовых пар. Как только молекула переводится в двоичный код, сразу можно начинать работать на компьютере. Первый раз секвенировали весь геном человека ещё в 2001 году. Это был большой проект Human Genome Project. Стоил он миллиарды долларов и занял много лет.

Сейчас можно сделать полное секвенирование человека за несколько тысяч долларов. Цена упала в миллион раз, засчёт этого всё больше и больше людей секвенируют, всё больше и больше данных, всё больше нужно эти данные обрабатывать, всё больше возникает потребность в анализе данных. Возникает спрос на биоинформатику. Именно ей я и занимаюсь в компании 23andMe.

Простая инструкция на сайте 23andMe.

Технологии дешевеют на глазах. Ещё в позапрошлом году заказать исследование на сайте стоило 1000 долларов. Сегодня — 99. По данным, которые можно найти в геноме, определяют многое: откуда твои предки, родственники (я узнал, что у меня в США живёт четвероюродный брат), какие болезни, скорее всего, у тебя могут быть, твою совместимость с лекарствами. Вот у меня оказалось, я больше чем на 90 процентов европеец, чуть-чуть у меня есть от восточного азиата и немного ашкенази. Можно посмотреть факторы риска для твоего здоровья. Во многом это моя биоинформатическая задача — у нас есть, допустим, 100 000 человек, и мы знаем геном их всех. И с другой стороны, мы знаем, какие у них есть болезни. То есть мы можем статистически вычислить, с какими болезнями у вас коррелируются какие ДНК, а у другого человека мы ещё точнее проанализируем его болезни.

Кроме этого 23andMe занимается созданием генетической социальной сети: если у людей есть одна и та же мутация, то это повод общаться. Эта мутация отвечает за какую-то болезнь, поэтому можно, например, узнать у этого человека, как он с этой болезнью борется. Недавно 23andMe купила другую компанию СureTogether — социальную сеть для людей с определёнными болезнями. Если у тебя болит спина, то ты выходишь в сеть и делишься своим недугом, а также тем, какими способами ты пытался эту болезнь побороть. Таким образом, появляется коллективное знание.

Есть разные философии, как популязировать информацию генетического тестирования: некоторые люди пытаются больше работать с профессионалами — докторами; другие несут информацию в массы. Мы в 23andMe идём по второму пути.

О том, как Кремниевая долина меняет свой курс на биотехнологии

Почему Кремниевая долина так называется? Потому что ещё до появления компьютера там делали полупроводники. До персонального компьютера было еще 20–30 лет, Стив Джобс был младенцем. Зародилась компания Intel, которая делала процессоры. Потом, в 1979 году, появилась Apple.

Девяностые, двухтысячные, интернет, социальные сети... Сейчас в Кремниевой долине появляется всё больше компаний, которые занимаются биотехнологиями. Из примеров можно назвать мою компанию, Life Technologies и Illumina. Illumina на сегодня делают самое дешёвое секвенирование. В долине витает определённый дух инноваций — что именно важно в данный момент, то и разрабатывается.

Стартапы American Gut
и uBiome собирают мазки
из пяти мест на человеческом теле

В Кремниевой долине также располагается стартап uBiome, который презентовал себя на краудфандинг-площадке IndieGogo. По сути uBiome является аналогом проекта American Gut Майкла Поллана. Обе компании исследуют микрофлору желудка. Микробы внутри влияют не только на здоровье, но даже на настроение человека. Ранее не было научных методов того, как их измерить, как интерпретировать данные. Сегодня, в связи с удешевлением секвенирования, можно легко посмотреть, какие организмы живут внутри человека, и сделать заключение. Итогом анализа становятся чёткие рекомендации по питанию для каждого отдельного человека.

Какие проблемы возникут в будущем, когда каждый сможет узнать информацию о геноме другого человека

Департамент здравоохранения США подавал в суд на 23andMe за то, что мы занимались медицинскими исследованиями без соответствующего разрешения. Мы выиграли. Главный аргумент был — это мой геном, и я имею право распоряжаться им как хочу.

Самые большие проблемы сегодня находятся в области защиты этой информации. Это очень персональные данные, которые могут сильно влиять, к примеру, на страховку.