میلیاردها دلار برای مهندسی زیستی

از زیست‌شناسی مصنوعی به‌عنوان جهش علمی بزرگ عصر حاضر یاد می‌شود. نوآوری‌های حال حاضر و بازار بالقوه‌ی بزرگ این شاخه‌ی علم و فناوری در حال و آینده، یکی از جالب‌ترین مباحث دنیای علم است.

زیست‌شناسی مصنوعی

زیست‌شناسی مصنوعی در واقع کاربرد اصول مهندسی در زیست‌شناسی است. این رویکرد به دانشمندان اجازه می‌دهد سیستم‌های زیستی کاملا جدیدی طراحی، بازآفرینی یا حتی خلق کنند که در طبیعت وجود ندارند. این شاخه‌ی روبه‌رونق علمی، ژنومیک و سنتز شیمیایی دی‌ان‌ای را با هم ترکیب کرده است که به محققان اجازه می‌دهد توالی‌های دلخواهی از دی‌ان‌ای را به‌سرعت بسازند و به روش‌های متنوع به هم متصل کنند تا به‌ این وسیله، ژن‌های کاملا جدیدی خلق کنند. به‌طور کوتاه می‌توان گفت زیست‌شناسی مصنوعی قلمرویی است که در آن حیات از طرح روی کاغذ به واقعیت تبدیل می‌شود. دانشمندان روزبه‌روز حوزه‌های جدیدی در این شاخه‌ی علمی کشف می‌کنند و سرمایه‌گذاران و شرکت‌های بزرگی صنعتی به‌دقت این پیشرفت‌ها را تحت نظر دارند.

اقتصاد زیست‌شناسی مصنوعی

هم‌اکنون نیز سرمایه‌گذاری‌های کلانی در این بخش برای ساخت سوخت‌های زیستی، داروها، مواد غذایی، محصولات زیست-شیمیایی، اندام‌های برون‌تنی جهت پیوند و حتی عطر و ادوکلن صورت گرفته‌اند. همه این‌ها باعث شده است سرمایه‌گذاران احتیاط و مسائل اخلاقی را کنار بگذارند و چشم امید به طیف وسیع موقعیت‌های پول‌سازی که کاربردهای این صنعت در آینده رقم خواهد زد و بازار بالقوه‌ی این محصولات داشته باشند. این وسوسه‌ با کاهش مداوم هزینه‌‌های عملیات آنالیز توالی دی‌ان‌ای به‌شدت قوت می‌یابد.

مت اوکو که متخصص سرمایه‌گذاری خطرپذیر است و سابقه‌ی سرمایه‌گذاری در اوبر، فیسبوک و زینگا دارد، معتقد است زیست‌شناسی مصنوعی از لحظه‌ی پیدایش  تا همین‌ حالا به‌طور مداوم قابلیت بالقوه‌ی اقتصادی خود را اثبات کرده است. او در مصاحبه با رویترز بیان می‌کند:

پیشنهاد سرمایه‌گذاری در شرکت‌های زیست‌شناسی مصنوعی مانند سرمایه‌گذاری روی نوآوری‌های تحول‌آفرین در مقیاس صنعتی است. تمام عواملی که برای رشد پایدار و سریع‌تر این صنایع مورد نیازند، اکنون به‌صورت مؤثرتر، ارزان‌تر، دقیق‌تر و تکرارپذیرتر در دسترس هستند که این نکته ریسک سرمایه‌گذاری را پایین‌تر و آن را مطمئن‌تر از گذشته می‌سازد.

در اولین هفته از آوریل ۲۰۱۷، متخصصان این حوزه در اولین همایش جهانی زیست‌شناسی مصنوعی در لندن گرد هم آمدند؛ تنها چهار هفته پس از این‌که پژوهشگران اعلام کردند موفق به ساخت مصنوعی تمام توالی ژنتیکی مخمر شده‌اند! اهمیت این دستاورد به خاطر این است که مخمر یک سلول یوکاریوت است و دی‌ان‌ای آن همانند ما انسان‌ها با ساختار پیچیده‌ای درون هسته‌ی سلول قرار گرفته است. ساخت مصنوعی این ساختار پیچیده و دست‌کاری دی‌ان‌ای در مقیاس بزرگ از دستاوردهای این پروژه بوده است. پژوهشگران درحال بررسی کد سازی دی‌ان‌ای و زبان جدیدی برای برنامه‌نویسی آن هستند که در آن چهار بازِ پایه‌ی دی‌ان‌ای (A,C,G,T) جایگزین ۱ و ۰ در سیستم دودویی رایانش امروزی خواهند شد.

تمام آمارها حاکی از این هستند که زیست‌شناسی مصنوعی جهش علمی آینده‌ی خواهد بود و این برای سرمایه‌گذاران حوزه‌ی فناوری بسیار هیجان‌انگیز است. به نقل از پایگاه اینترنتی SynBioBeta، در سال ۲۰۱۶ با سرمایه‌گذاری جهانی ۱.۲۱ میلیارد دلار در این حوزه، رکورد جدیدی به ثبت رسیده است. این رقم سه برابر میزان سرمایه‌گذاری در سال ۲۰۱۱ بوده است. فراتر از آن، تعداد شرکت‌های زیست‌شناسی مصنوعی نیز در این بازه‌ی زمانی حدودا دو برابر شده است و به ۴۱۱ واحد رسیده است. بسیاری از شرکت‌های نوپا در این حوزه مانند Britain’s Synthace در انگلستان و Twist Bioscience در آمریکا خدمات گسترده‌ای از تولید مواد زیست-شیمیایی جدید صنعتی تا سنتز دی‌ان‌ای و نرم‌افزارهای این حوزه ارائه می‌دهند. این اقبال چشمگیر صنعت به زیست‌شناسی مصنوعی بسیار بیش از تصور دانشمندانی بود که برای اولین بار این شاخه را برای بهبود راندمان سوخت‌های زیستی از ریزجلبک‌ها ابداع کردند.

درو اِندی از دانشگاه استنفورد، به خبرگزاری رویترز می‌گوید:

چرا باید تمام ظرفیت‌های عظیم این رشته را صرف تولید محصولی با ارزش افزوده‌ي پایین مانند ریزجلبک‌ها کنیم؟ این هدر دادن ظرفیت‌های زیست‌شناسی مصنوعی و استراتژی ناصحیحی است. اکنون شرکت‌های زیست‌شناسی مصنوعی در زمینه‌ی جلب مشتری نیز بسیار هوشمندانه عمل می‌کنند. برای مثال شرکت Bolt Threads از کالیفرنیا اخیرا موفق شده است ابریشم را از سلول‌های مخمر به دست آورد و در جهت بازاریابی بهتر و جلب مشتری، کراوات‌هایی تجملی از این جنس با قیمت ۳۱۴ دلار به فروش می‌رساند. رقیب ژاپنی این شرکت به نام Spiber نیز کت‌های ابریشمی خاصی از این ابریشم با رهیافت زیست‌شناسی مصنوعی تولید کرده است. شرکت Gingko Bioworks در بوستون نیز موفق به ساخت نوعی عصاره‌ی گل رز مصنوعی برای کارخانه‌های عطر و ادوکلن شده است و شرکت سوئیسی Evolva نیز موفق شده است نوعی وانیل عاری از مواد پتروشیمیایی (برخلاف وانیل‌های تجاری موجود) تولید کند.

 

سنتز آینده

 

مانند هر فناوری جدیدی به‌ویژه آن‌هایی که با سلامت، تغذیه و محیط زیست مرتبط هستند، زیست‌شناسی مصنوعی نیز منتقدان خاص خود را دارد. در زمان کنونی که جنبش‌های ضد دست‌ورزی‌ ژنتیکی (anti-GMO) به‌شدت فراگیر شده‌اند، تحریم وانیل حاصل از مخمر و دخالت در خلقت خواندن آن، مورد عجیبی نیست. بحث‌های جنجال‌آمیزی مانند برگرداندن حیواناتی مثل ببر تاسمانی و ماموت‌ از انقراض نیز نقل محافل علمی و غیرعلمی شده است. ولی انتقاد کلی جنبش‌های ضد زیست‌شناسی مصنوعی و ضد دست‌ورزی‌ ژنتیکی یکی است: ما نباید در خلقت دنیا دخالت کنیم و اگر چنین کنیم، ممکن است موجوداتی مانند هیولای فرانکنشتاین به وجود آوریم که نتایج ناخوشایند غیرقابل کنترلی به بار آورند.

این مخالفت‌ها هیچ‌کدام چندان قانع‌کننده نیستند. اول برای این‌که دلیل و مدرکی برای بحث خود ندارند و دوم این‌که به هیچ موضوعی به‌صورت تخصصی نمی‌پردازند. خود علم با شاخه‌هایی مانند اخلاق زیستی به شکل بسیار بهتر، کامل‌تر و قوی‌تری در زمینه‌ی نظارت بر این فناوری جدید ورود کرده است. این نوع نظارت بسیار مفیدتر از مخالفت‌های از روی هراس یا تحریم‌های بی‌اساس است و باعث شده ما با خیالی آسوده از مزایای بسیار زیست‌شناسی مصنوعی برخوردار شویم.

کاربردهای پیش‌بینی شده برای این حوزه‌ی از علم فوق‌العاده هستند و تمام حوزه‌های سلامت، صنعت و محیط زیست را در بر می‌گیرند. دانشمندان با استفاده از زیست‌شناسی مصنوعی می‌توانند آلاینده‌های زیست‌محیطی را در هوا و آب شناسایی و برطرف کنند. مهندسان می‌توانند با استفاده از آن ابزارهایی برای تشخیص، ارزیابی و درمان بیماری‌ها ابداع کنند و محققان می‌توانند با استفاده از این علم نوین، واکسن‌ها و داروهای مؤثرتری بسازند. اندام‌های برون‌تنی، اندام روی تراشه و مواد زیستی ویژه با این تکنولوژی از همیشه به ما نزدیک‌تر شده‌اند. ساختن رده‌های سلولی برای آزمایش‌های غربال‌گری با راندمان بالای داروها و بالا بردن راندمان فرایندهای مواد شیمیایی حاصل از فرآیندهای زیستی نیز از کاربردهای زیست‌شناسی مصنوعی است.

یکی از برجسته‌ترین کاربردهای اخیر این فناوری، مبارزه با ویروس زیکا و دیگر بیماری‌های خطرناک توسط آزادسازی میلیون‌ها پشه‌ی دست ورزی ژنتیکی شده توسط شرکت Intrexon در برزیل بوده است.

درحالی‌که منتقدان، بی‌پایه و اساس در مورد ماموت نسخه‌ی ۲.۰ یا گوشت‌های سنتزی جنجال می‌کنند، موفقیت اینترکسون در جلوگیری از زیکا و دیگر بیماری‌های منتقل‌شونده از پشه به انسان گامی بزرگ در مقبولیت جهانی زیست‌شناسی مصنوعی بوده است.