Может ли синтетическая биология спасти нас? Этот ученый считает, что да.

Когда загорелся семейный дом в Девоне, штат Пенсильвания, Дрю Энди, которому тогда было 12 лет, вынес свое самое заветное имущество - персональный компьютер.

Годы спустя, будучи аспирантом, мистер Энди был принят в аспирантуру по биотехнологии и политологии.

Эти эпизоды, кажется, подводят итог г-ну Энди, самому необычному ученому: отчасти инженеру, отчасти философу, в разговоре которого встречаются ссылки на Декарта и Дилана, а также на ДНК.

Он также является своего рода евангелистом. Г-н Энди, 51-летний профессор биоинженерии Стэнфордского университета, является звездой в зарождающейся области синтетической биологии. Он является ее самым ярым энтузиастом, вдохновляя других видеть в ней путь к лучшему миру, преобразующую технологию, которая накормит планету, победит болезни и поборет загрязнение окружающей среды.

Оптимизм, стоящий за синтетической биологией, предполагает, что биология теперь может в значительной степени следовать траектории развития вычислительной техники, где прогресс стал возможен благодаря постоянному совершенствованию микрочипов: производительность удваивалась, а цена снижалась вдвое каждый год или два на протяжении десятилетий. Технологии, лежащие в основе синтетической биологии - секвенирование генов и синтез ДНК - имеют схожие тенденции.

Как и в вычислительной технике, биологическая информация закодирована в ДНК, поэтому ее можно программировать - с целью переделки организмов для полезных целей. Цель состоит в том, чтобы сделать такое программирование и производство более быстрым, дешевым и надежным, более инженерной дисциплиной с многоразовыми деталями и автоматизацией и менее кустарным ремеслом, каким была биология.

По словам сторонников синтетической биологии, она обещает перепрограммировать биологию на более мощную, а затем массово производить турбированные клетки для увеличения производства продуктов питания, борьбы с болезнями, выработки энергии, очистки воды и поглощения углекислого газа из атмосферы.

"Биология и инженерия объединяются в глубоком смысле", - сказал г-н Энди. "Потенциал для процветания цивилизации, мира изобилия, а не дефицита, поддерживающего растущее население планеты без разрушения планеты".

Такое идиллическое будущее наступит через десятилетия, если оно вообще возможно. Но в поисках пресловутой следующей большой вещи в ближайшие 20 лет синтетическая биология является главным кандидатом. И никто не делает это более убедительно, чем г-н Энди.

Он считает синтетическую биологию не просто новой отраслью, а масштабной силой, способной изменить науку, общество и культуру, как это сделали персональный компьютер и Интернет. Тем не менее, г-н Энди был основателем двух стартапов (один приобретен, другой свернут), а его жена, Кристина Смольке, адъюнкт-профессор Стэнфорда, является исполнительным директором компании Antheia, которая использует синтетическую биологию для производства ингредиентов для основных лекарств.

Г-н Энди говорит, что, по его мнению, эта отрасль находится на переломном этапе, который имеет большое значение для ее будущего. "Впервые в истории компании, занимающиеся синтетической биологией, стоят на пороге того, чтобы зарабатывать деньги, а не потреблять их, - сказал он.

Приток денег по-прежнему является самым ярким признаком коммерческого оптимизма. По данным отраслевого информационного бюллетеня SynBioBeta, в первой половине этого года компании синтетической биологии привлекли 9 миллиардов долларов от венчурных капиталистов и первичных публичных размещений акций по всему миру, что превышает сумму, привлеченную за весь прошлый год. В 2015 году общая сумма привлеченных средств составила 1 миллиард долларов.

В целом, отрасль делится на производителей инструментов и разработчиков продуктов. К производителям инструментов относятся хорошо зарекомендовавшие себя поставщики для компаний синтетической биологии и других, например, генные секвенаторы Illumina и Pacific Biosciences, а также синтезаторы ДНК - более молодые компании, такие как Twist Bioscience и Codex DNA.

Компания Ginkgo Bioworks, которая недавно стала публичной, имеет универсальный биофонд, который другие компании могут использовать для производства продуктов синтетической биологии - подобно тому, как Amazon предоставляет услуги облачных вычислений многим компаниям.

Разработчики продуктов, в число которых входят организации от крошечных стартапов до фармацевтических гигантов, разрабатывают продукты и новые производственные процессы с использованием синтетической биологии в самых разных отраслях промышленности. Синтетическая биология, например, была использована для ускорения производства вакцин Covid-19.

Не каждое применение направлено на спасение жизней или планеты. Канадская компания Cronos использует синтетическую биологию для разработки пищевых продуктов из конопли. Zbiotics, стартап из Сан-Франциско, разработал средство от похмелья.

Но есть элементы потенциала, который г-н Энди видит в преобразовании крупных отраслей промышленности. Компания Bayer, чьи сельскохозяйственные интересы включают семенной бизнес DEKALB, создает азотфиксирующие микробы для внесения в семена, что потенциально позволит сократить использование химических удобрений.

Компания Lululemon, производящая спортивную одежду, сотрудничает с компанией Genomatica, чтобы перейти от нейлона на основе нефтехимического сырья к тканям, созданным на основе биологических материалов. Компания Impossible Foods использует синтетическую биологию для создания своих бургеров на растительной основе. Компания Bridgestone изучает возможность использования биологических альтернатив для химических полимеров, используемых при производстве шин. А компания Amyris, которая была одним из первых разработчиков синтетической биологии, стала процветающим поставщиком ингредиентов для косметической и парфюмерной промышленности.

Технические достижения г-на Энди включают работу по усилению генетической логики, перезаписываемому хранению данных ДНК, рефакторингу генома и разработке биологических деталей многократного использования. Но, возможно, его величайшие навыки - это навыки коммуникатора и социального инженера.

Иногда это проявляется в виде кажущихся необычными, рассчитанных преувеличений и ловких оборотов речи - все это часть его словесного арсенала.

Он берет в руки смартфон и говорит, что через несколько лет его можно будет сделать с помощью синтетической биологии. Кто знает, удастся ли это сделать, и если да, то будет ли это иметь экономический смысл. Но он говорит об огромном потенциале синтетической биологии для производства новых материалов.

По словам г-на Энди, ежегодная уборка садовой травы в небольшом городе Менло-Парк, штат Калифорния, убираемая в компост, весит больше, чем мировое производство микрочипов. Ну, может быть, но вряд ли их можно сравнивать.

"Да, это провокация", - ответил г-н Энди. "Но она указывает на первые принципы. Биология - это буквально избыток производственных мощностей. Это происходит настолько часто, что мы об этом не задумываемся. Биология производит эти вещи бесплатно".

Еще одна фраза Энди: "Все атомы локальны". Поэтому синтетическая биология, соединенная с Интернетом, позволит реализовать парадигму "проектируй где угодно, выращивай где угодно", которая, по его словам, может привести к "массовой модернизации местного производства" и экономическому "перебалансированию в пользу деглобализации".

Синтетическая биология, по мнению г-на Энди, также может подтолкнуть к переосмыслению отношений человечества с природой. "Это выражение намерений человека в партнерстве с природой", - сказал он. "Мы говорим с жизнью".

Технология также может быть использована для увеличения биоразнообразия и защиты исчезающих видов. Например, потепление океана разрушает коралловые рифы. Но кораллы в Красном море обладают замечательной теплоустойчивостью. Изменение генов кораллов для подражания разновидностям Красного моря могло бы остановить упадок и, возможно, возродить коралловые рифы во всем мире.

Некоторые из этих теоретических приложений могут показаться надуманными, но цель г-на Энди - расширить сознание и вдохновить - и ему это часто удается.

"Когда я разговариваю с ним, мне кажется, что мой I.Q. упал", - говорит Эмили Лепруст, химик-органик и руководитель компании Twist Bioscience, одного из специалистов по синтезу ДНК. "Он мыслит в другой плоскости, предлагая более широкое видение того, что мы делаем".

Джейсон Келли вспоминает, как осенью 2002 года, будучи старшекурсником Массачусетского технологического института, г-н Энди читал гостевую лекцию в классе биологии. До этого мистер Келли считал биологию утомительной лабораторной работой и сомневался, стоит ли продолжать занятия. Но он был очарован мистером Энди, который говорил о будущем и потенциале.

"Я буквально преследовал его в коридоре", - вспоминает г-н Келли, который впоследствии получил степень доктора биологической инженерии в МТИ (г-н Энди был его консультантом по диссертации) и стал основателем и руководителем компании Ginkgo Bioworks.

"Дрю Энди - прежде всего великий общественный деятель", - сказал г-н Келли. Его послание звучит так: "Вот видение будущего. Давайте соберемся вместе и попытаемся воплотить его в жизнь".

Пытаясь создать такое сообщество, г-н Энди был основателем и продолжает оставаться членом правления двух крупных некоммерческих организаций, призванных расширить сообщество синтетической биологии.

Фонд BioBricks Foundation организует ученых и инженеров для разработки стандартизированных частей ДНК - биологических строительных блоков для использования в синтетической биологии. Вкладчики соглашаются позволить другим свободно использовать биоблоки - подобно тому, как работают проекты программного обеспечения с открытым исходным кодом.

Международный фонд генно-инженерных машин, или iGEM, проводит ежегодные конкурсы для команд студентов, создающих проекты по синтетической биологии из наборов биобрикетов. С 2004 года в конкурсах приняли участие около 60 000 студентов из команд по всему миру.

"Это стало трансформацией для данной области: вовлечение молодых людей и открытие им глаза на возможность создавать жизнь, а не просто наблюдать за ней", - сказал Дэвид Хаусслер, профессор биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Санта-Крузе. "Дрю Энди стал наставником для целого нового поколения".

Синтетическая биология открывает большие перспективы, но у нее есть и темная сторона. Взлом биологии и демократизация инструментов для этого вызывает призрак того, что разъяренный одиночка или террористическая группа создадут пандемию, генетически направленную против своих врагов, и другие потенциальные ужасы.

Г-н Энди, хотя и является сторонником синтетической биологии, с самого начала ясно говорил о рисках. В 2003 году он был ведущим автором доклада для Агентства передовых исследований Пентагона, в котором излагались основы развития синтетической биологии и управления ее рисками. В отчете он оценил спектр опасностей и представил угрозу "плохого фактора" как "генетику Бен Ладена".

Сегодня управление рисками, по словам г-на Энди, должно начинаться с предположения, что в недалеком будущем "кто угодно и где угодно сможет создать любой вирус с нуля".

Одной из линий защиты является сама синтетическая биология. Например, г-н Энди указывает на возможность создания передовых технологий, таких как модифицированные хромосомы, которые дадут человеку встроенную систему защиты, скажем, от 20 крупнейших патогенов в мире.

Но контрмеры также зависят от социальной сплоченности и институциональной эффективности, которые оказались сложными во время пандемии Ковид-19 - например, сопротивление вакцинации и ношению масок, а также пробелы в системе общественного здравоохранения.

Риски, признает г-н Энди, вызывают беспокойство, и они способствуют сомнениям в отношении всего начинания синтетической биологии. Ее легко можно представить как нежелательное, если не сказать нечестивое, вмешательство в природу.

Создавая большую палатку, он стремится вызвать энтузиазм, даже привязанность, к биотехнологиям нового поколения, подобно тому, как 12-летним ребенком он относился к своему персональному компьютеру - Franklin Ace, выпущенному давно исчезнувшим производителем клонов Apple.

Как и персональный компьютер, синтетическая биология, по его мнению, является мощной технологией, в которой больше хорошего, чем плохого, и которая даже может вызвать эмоциональную связь. "Почему я убежал из дома с компьютером? Потому что я его любил", - сказал он. "Может ли общество полюбить биотехнологию? Это моя ставка".