Με πρώτη ύλη τα έτοιμα εξαρτήματα DNA (στους δοκιμαστικούς σωλήνες), οι μηχανικοί μπορούν να συναρμολογήσουν ελαφρώς διαφορετικά κυκλώματα. Ενα μπορεί να φθορίζει με κόκκινο φως, αλλά μόνο όταν η συγκέντρωση του εκρηκτικού TNT είναι υψηλή. Ενα δεύτερο μπορεί να φθορίζει με κίτρινο φως σε ενδιάμεσα επίπεδα TNT και ένα τρίτο να φθορίζει με πράσινο φως σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Αν τοποθετηθούν αυτά τα κυκλώματα σε τρεις διαφορετικές βακτηριακές καλλιέργειες και αυτές οι καλλιέργειες απλωθούν πάνω από μια νάρκη, τότε θα δημιουργηθεί ένα σχήμα σαν στόχος τοξοβολίας, γιατί το TNT διαχέεται κυκλικά γύρω από τη νάρκη με συγκέντρωση αντιστρόφως ανάλογη με την ακτίνα του κύκλου.
Συναρμογές γονιδίων και DNA ελέγχου μπορούν να λειτουργήσουν σαν ισοδύναμο των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που πραγματοποιούν τη δυαδική λογική στα ολοκληρωμένα κυκλώματα |
Ο Εντι ανήκει σε μια μικρή αλλά διαρκώς διευρυνόμενη ομάδα επιστημόνων, που έχουν βαλθεί να ενισχύσουν τα θεμέλια της γενετικής μηχανικής με αυτό που αποκαλούν συνθετική βιολογία. Σχεδιάζουν και κατασκευάζουν ζωντανά συστήματα που συμπεριφέρονται με προβλεπόμενους τρόπους, συστήματα που χρησιμοποιούν εναλλάξιμα έτοιμα εξαρτήματα και σε μερικές περιπτώσεις λειτουργούν με επαυξημένο γενετικό κώδικα που τους επιτρέπει να κάνουν πράγματα που κανένας ζωντανός οργανισμός δεν κάνει (π.χ. να παρασκευάζουν αμινοξέα που δε χρησιμοποιούνται από κανένα ζωντανό οργανισμό).
Η περιεστραμμένη έλικα του DNA (αριστερά σε πλάγια όψη και κάτοψη) ίσως δεν είναι το μόνο μακρομόριο που μπορεί να αποθηκεύσει τα «σχεδιαγράμματα» κατασκευής των ζωντανών οργανισμών. Επιστήμονες πειραματίζονται με ημιτεχνητά νουκλεϊνικά οξέα, όπως το xDNA (δεξιά), που είναι πιο σταθερά και γι' αυτό λιγότερο πιθανό να πάθεουν μεταλλάξεις |
Οι ρίζες της συνθετικής βιολογίας βρίσκονται στη δουλιά που έκαναν πριν 15 χρόνια, ο Στ. Μπένερ και ο Π. Σουλτς, κατασκευάζοντας DNA που περιέχει δύο τεχνητά γενετικά «γράμματα» πέρα από τα τέσσερα που εμφανίζονται στους ζωντανούς οργανισμούς που γνωρίζουμε και κύτταρα με κανονικό DNA που παρασκευάζουν μη φυσικά αμινοξέα και τα ενώνουν για να σχηματίσουν νέες πρωτεΐνες. Ο Μπένερ και οι άλλοι της «παλιάς σχολής» των συνθετικών βιολόγων βλέπουν το νέο κλάδο σαν ένα ακόμα εργαλείο για τη διερεύνηση θεμελιωδών ερωτημάτων, όπως το πώς εμφανίστηκε η ζωή στη Γη και τι μορφές μπορεί να έχει σε άλλα μέρη του σύμπαντος. Ομως, η νέα ώθηση που πήρε η συνθετική βιολογία μετά το 2000 οφείλεται στο ενδεχόμενο να χρησιμοποιηθεί για τεχνολογικές εφαρμογές, σαν ένας τρόπος να σχεδιάζονται και να κατασκευάζονται μηχανές που λειτουργούν μέσα σε κύτταρα.
Οι προσανατολισμένοι στη μηχανική βιολόγοι προσπαθούν να κατασκευάσουν ΒιόΤουβλα (BioBricks), όπως τα ονομάζουν στο MIT, δηλαδή κομμάτια DNA που μπορούν να παρασκευαστούν και να αποθηκευτούν ξεχωριστά και αργότερα να συναρμολογηθούν έτσι ώστε να σχηματίσουν μεγαλύτερα κομμάτια DNA. Κάθε εξάρτημα θα στέλνει και θα λαμβάνει τυπικά βιοχημικά σήματα, έτσι ώστε οι επιστήμονες να μπορούν να αλλάζουν τη συμπεριφορά μιας συναρμογής των εξαρτημάτων αλλάζοντας απλώς ένα από αυτά σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο.
Πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η αφαίρεση που προσφέρει. Οπως οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί δε χρειάζεται να ξέρουν τι ακριβώς βρίσκεται μέσα σε ένα πυκνωτή για να τον χρησιμοποιήσουν σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, έτσι και οι βιολόγοι μηχανικοί θα ήθελαν να μπορούν να χρησιμοποιούν ένα γενετικό διακόπτη χωρίς να ασχολούνται με την πλειάδα των βιοχημικών και γενετικών παραμέτρων που τον κάνουν να λειτουργεί. Ανάμεσα στα 140 ΒιόΤουβλα που έχουν ήδη κατασκευαστεί υπάρχουν και τα αντίστοιχα με τις ψηφιακές θύρες ΚΑΙ (AND) και ΟΧΙ (NOT). Συνδυάζοντάς τες φτιάχνεται η πύλη ΟΧΙ ΚΑΙ (NAND) με κατάλληλο αριθμό της οποίας μπορούν να κατασκευαστούν κυκλώματα που να πραγματοποιούν οποιοδήποτε ψηφιακό υπολογισμό.
Πέρα από το αφαιρετικό επίπεδο, τα προτυποποιημένα εξαρτήματα προσφέρουν κι ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα: τη δυνατότητα σχεδιασμού λειτουργικών γενετικών συστημάτων, χωρίς ακριβή γνώση του τρόπου κατασκευής τους! Στις αρχές του 2004, δεκαέξι φοιτητές μπόρεσαν μέσα σε ένα μήνα να σχεδιάσουν τέσσερα γενετικά προγράμματα για να κάνουν ομάδες βακτηρίων E. coli να αναβοσβήνουν σε συγχρονισμό, όπως συμβαίνει με μερικές πυγολαμπίδες. Οι φοιτητές δεν ήξεραν πώς να παρασκευάσουν ακολουθίες DNA, αλλά δεν τους χρειάστηκε. Ο Εντι απλώς παράγγειλε τα 58 εξαρτήματα που του ζήτησαν οι φοιτητές σε μια εταιρία. Τα εξαρτήματα αυτά έγιναν μετά μέρος της βιβλιοθήκης ΒιόΤουβλων του MIT.
Αν αρχίσατε να νιώθετε ανήσυχοι στη σκέψη φοιτητών που δημιουργούν νέα είδη μικροβίων, ή ιδιωτικών εργαστηρίων που συνθέτουν ιούς και επιστημόνων που δημοσιεύουν εργασίες για το πώς μπορούν να κατασκευαστούν βακτήρια που να συλλέγουν πλουτώνιο, τότε δεν είσαστε οι μόνοι.
Υπάρχει ένας ακόμα λόγος για να ξεμπερδεύουμε το ταχύτερο με την τελευταία εκδοχή της κοινωνίας της εκμετάλλευσης, τον καπιταλισμό, πριν είναι πολύ αργά. Εναν ακόμα λόγο για να μπούμε το συντομότερο δυνατό στην τροχιά της κομμουνιστικής κοινωνίας, όπου θα κινδυνεύουμε μόνο από την άγνοιά μας ή κάποιο τυχαίο λάθος κι όχι από ανεξέλεγκτες αντιθέσεις και αντιπαραθέσεις στο κυνήγι του κέρδους. Οι επιστήμονες καταλήγουν πολλές φορές σε ανάλογο συμπέρασμα (έστω κι αν δεν ονομάζουν την κοινωνία κομμουνιστική), όπως ο Ντρου Εντι, που λέει δείχνοντας μια φωτογραφία των φοιτητών που δίδαξε πέρσι: «Κοιτάξτε. Οι άνθρωποι σ' αυτή την τάξη είναι χαρούμενοι γιατί φτιάχνουν καλά, δημιουργικά πράγματα κι όχι κάποιο νέο είδος ιού ή νέα είδη βιολογικών όπλων. Τελικά θα αντιμετωπίσουμε τους κινδύνους της βιολογικής τεχνολογίας δημιουργώντας μια κοινωνία που θα μπορεί να χρησιμοποιεί την τεχνολογία εποικοδομητικά».