Biohekerji

PCR - naprava za pomnoževanje zaporedij DNK - 500 evrov. Elektroforezna naprava za ločevanje koščkov DNK glede na njihovo velikost - 100 evrov. Mikroskop iz poceni računalniške kamere - 10 evrov. Pipete - 200 evrov ... Igranje z življenjem v domači garaži - neprecenljivo. Vse več ljudi, predvsem v ZDA, si v zadnjih letih v svojih garažah, kleteh ali celo kuhinjah ureja primitivne laboratorije in se za svoje veselje loteva preizkušanja svojih idej s področja bioinženiringa. Ena najbolj medijsko izpostavljenih je 31-letna računalniška programerka Meredith Pattersson, ki si je zastavila cilj, da bo v domači jedilnici bakterije, prisotne v navadnem jogurtu, s pomočjo DNK meduze spremenila tako, da bodo z obarvanjem v zeleno pokazale prisotnost rakotvornega melamina v mleku.
V službi Patterssonova programira računalniške kode, doma pa biološke. Računalniki temeljijo na binarni kodi enk in ničel, biološki sistemi na kodi, sestavljeni iz štirih elementov - A, C, G, T. Shranjene informacije v obeh oblikah vsebujejo natančna navodila za izvedbo določenega procesa. Te informacije je mogoče spremeniti in s tem spremeniti proces, mogoče jih je prepisati (klonirati). Vzdevek »biohekerji« je s tega vidika več kot primeren in zaradi še vedno živega spomina na razvoj, ki so ga dosegli garažni računalniški hekerji s konca 80. let, tudi zelo udaren. Številni medijski zapisi se sprašujejo, ali bo iz biohekerskega gibanja vzniknil novi Bill Gates ali pa nova Larry Page in Sergey Brin.
Za »vzpon« biohekerjev je zaslužnih več dejavnikov. Osrednje gonilo je verjetno razvoj sintezne biologije, nove veje genskega inženiringa, ki temelji na reprogramiranju narave, na ustvarjanju »bioloških strojev«, lahko sestavljivih živih organizmov, ki opravljajo točno določene naloge. Znotraj sintezne biologije obstaja močno gibanje, ki se zavzema za odprtokodno zasnovo tega polja. Fundacija BioBrick ureja prosto dostopen internetni katalog, v katerem je danes navedenih več tisoč genskih zaporedij, s pomočjo katerih je enoceličnim organizmom mogoče dodajati želene lastnosti, od vonja po bananah do spreminjanja barve. Kdorkoli si lahko prepiše zaporedje in si ga za nekaj sto dolarjev naroči pri specializiranem podjetju, ki se ukvarja s proizvodnjo DNK-zaporedij. Poleg razvoja sintezne biologije je izjemno pomembno tudi eksponentno padanje cene sinteze DNK, pa tudi laboratorijske opreme. Cene, ki smo jih navedli na začetku, pridejo sicer v poštev pri rabljeni opremi z eBaya ali pa pri lastnoročni izdelavi.

Daleč zadaj

Garažna, »naredi sam« biologija bo zagotovo pripomogla k demistifikaciji biotehnologije in same znanosti, poleg tega pa bi utegnila prinesti nove pristope in ideje, ki niso obremenjeni z dogmami uradne znanosti. Po mnenju navdušencev obeta demokratizacijo znanosti in hitrejši napredek na področju razvoja biogoriv, razvoja zdravil in mnogih drugih področjih, kjer bi si želeli hitrejšega napredka. Veliko vprašanje pa je, kako realni so ti obeti. Bo kateremu od biohekerjev uspelo kaj velikega? »Menim, da za ''kaj velikega'', kot pravite, ni več pravi čas. Za resne stvari je potrebne več opreme, ki si je ''garaža'' ne more privoščiti,« meni dr. Marko Dolinar z ljubljanske Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo. »Res je, da lahko prve poskuse izvede nekdo v garaži, ampak v nadaljevanju to ne bo privedlo do pravega zaključka brez zahtevne opreme in večje raziskovalne skupine.« Podobnega mnenja je tudi dr. Roman Jerala s Kemijskega inštituta. »V garaži se lahko delajo enostavni šolski eksperimenti, za resne dosežke pa je potrebno predvsem precej več znanja, pa tudi opreme.« Po njegovem je vstopni prag za sintezno biologijo danes precej višji, kot je bil za hekerje na področju računalništva. »Verjamem, da bo marsikdo doma lahko izvajal fermentacijo z narejenimi mikroorganizmi, kot je danes varjenje piva ali priprava kisa, malo verjetno pa je, da jih bo sam konstruiral.« S slabo opremo je verjetnost za uspešen eksperiment precej manjša, opozarja dr. Dolinar. »Še tako se pogosto zgodi, da ne dobimo želenih produktov, v ''garaži'' pa sploh ...« Najbolj povedno je v tem kontekstu dejstvo, da tudi Meredith Pattersson na svojih zeleno svetlečih se bakterijah še vedno dela, končnega izdelka pa ji tudi po treh letih še ni uspelo narediti.
Morebitni evropski »biohekerji« imajo pri tem še eno težavo - zakonodajo s področja gensko spremenjenih organizmov. Z njimi je mogoče delati samo v laboratorijih - ti so od pristojnega urada odobren zaprt sistem, ki imajo primerno izobražene nadzorno osebje in za katere je pripravljena ocena tveganja. Kot pravi dr. Dolinar, zaradi teh omejitev delo z GSO v garažnih laboratorijih v Evropi ne bi smelo potekati in po njegovem dejansko tudi ne. »V Evropi bi taki laboratoriji lahko obstajali, če bi šli skozi postopek prijave pri pristojnem uradu, ne vem pa, kako upravičeno se bi potem še imenovali ''garažni''.«
V Sloveniji kakšnih garažnih biohekerjev tako za zdaj ni na spregled. Še najbližje temu je umetniški projekt Maje Smrekar, ki načrtuje gensko transformacijo kvasovk s pomočjo lastne DNK, po kateri bi kvasovke pri vrenju namesto alkohola proizvajale mlečno kislino. Končni izdelek naj bi bil nekakšen napitek, ali ga bo kdo lahko poizkusil, pa še ni jasno. Treba je poudariti, da Smrekarjeva svoj projekt, ki naj bi ga javnosti v produkciji Galerije Kapelica predstavila junija, izvaja v nadzorovanem okolju laboratorija Inštituta za biokemijo na ljubljanski Medicinski fakulteti, pod budnim očesom tam zaposlene dr. Špele Petrič, sicer tudi bioartistke. Kot poudarjata obe, gre pri njunem delu predvsem za demistifikacijo biotehnologije in zavzemanje za boljše javno razumevanje področja.
Je pa tudi slovenska molekularna biologija šla skozi nekakšno garažno obdobje. Dr. Jerala pravi, da je še v Jugoslaviji, ko ni bilo na voljo deviz za nakup male laboratorijske opreme, v domači kleti iz nažaganih pleksi plošč sestavil elektroforezo, ki so jo nato dejansko nekaj let uporabljali na Institutu Jožef Stefan. »Tudi PCR sem pred 15 leti prvič delal s prestavljanjem epruvet v kopeli z različno temperaturo in prva PCR-naprava v Sloveniji na Kemijskem inštitutu je delovala tako, da se je segrevala prek prižgane žarnice in hladila z ventilatorjem.«

Nevarna garaža

Razvoj sintezne biologije že sam po sebi sproža opozorila o morebitnih nevarnih produktih v laboratorijih, s pojavom garažne različice pa je ta skrb še bolj izrazita. Tudi tu je mogoče potegniti vzporednico z računalniškimi virusi. FBI-jeva enota za bioterorizem baje pozorno spremlja razvoj področja in se redno udeležuje biohekerskih srečanj, zanaša pa se tudi na skupnost, da se bo v primeru sumljivega dogajanja obrnila nanjo. Dodaten nadzor nad izdelki biohekerjev imajo podjetja za sintetiziranje DNK, ki izdelujejo genska zaporedja po naročilu. Vsako naročilo namreč primerjajo z bazo potencialno nevarnih organizmov, in če zaznajo podobnost, sprožijo ustrezne postopke. A dokler je garažna biologija na srednješolski ravni, se po mnenju poznavalcev bioterorizma ni treba bati. So pa veliko bolj mogoče neželene posledice nepravilnega ravnanja nič hudega želečih nadobudnežev. Kot pravi dr. Dolinar, je v garažnih laboratorijih nevarnost sproščanja GSO v okolje vsekakor večja kot v prijavljenih laboratorijih, saj je težko zagotavljati ustrezno strokovno usposobljenost tistih, ki izvajajo eksperimente. »To ne pomeni, da bo nujno prišlo do sproščanja, še manj, da bi zaradi sproščanja prišlo do ogrožanja okolja ali zdravja ljudi, je pa verjetnost večja kot v ''uradnih'' laboratorijih. Če bi tistim, ki bi radi ustvarjali ''biološke stroje'', dali možnost, da delajo pod ustreznim mentorstvom v urejenih laboratorijih, bi bila nevarnost bistveno manjša.« Ena od možnih rešitev je ustanavljanje tako imenovanih društvenih laboratorijev s prostim dostopom, za kar si prizadevajo v združenju DIYBio. Ena od takih skupin je lani sodelovala na študentskem tekmovanju v sintezni biologiji iGEM, se spominja dr. Jerala, na katerega njihov projekt ni naredil nobenega vtisa. »Malo hecno je, da takšni tipi delajo FBI živčne.« Kljub temu pa so po mnenju dr. Dolinarja načelna opozorila upravičena. »Prav se je zavedati možnih nevarnosti in o tem razpravljati. To pa ne pomeni, da bi morali raziskovalno delo, pa tudi če gre za amatersko raziskovanje, prepovedati. Treba ga je samo postaviti v okvire, ki so dogovorjeni.« Tako kot brez izpita ne morete kupiti fitofarmacevtskih sredstev in brez orožnega lista ne pištole, tako tudi brez ustreznega znanja ne bi smeli pripravljati GSO, še dodaja.

Bolj kul kot pomembno

Naključje je hotelo, da se je prejšnji teden v Ljubljani mudil dr. Marc Dusseiller, soustanovitelj projekta Hackteria, ki je zasnovan kot platforma za izmenjavo informacij o »naredi sam« biologiji. Dusseiller, sicer predavatelj na züriškem inštitutu ETH, se sicer največ ukvarja z izdelovanjem improvizirane laboratorijske opreme, na primer že omenjenih mikroskopov iz računalniških kamer, pa različnih centrifug in ultravijoličnih spektrofotometrov, ima pa precej dober vpogled tudi v biohekersko »sceno«. Po njegovih besedah biohekersko skupnost sestavljajo predvsem »piflarji«, katerih cilj je »izdelovanje majhnih kulskih stvari, kot na primer pivo, ki se v temi sveti modro«. To dobro ilustrirata dva primera vprašanj, ki smo jih našli na spletnem forumu Biopunk.org. »Mi lahko kdo pove, kako gojiti kostno tkivo, da zraste v želeni predmet? Rad bi naredil zaročni prstan iz lastnega kostnega tkiva,« je poizvedoval eden od uporabnikov. »Ali obstajajo kakšni bioinženirski projekti za spreminjanje ali izboljševanje kanabisa, na primer prenos mehanizma za proizvajanje THC-ja v običajno, hitro rastočo in nevpadljivo rastlino ali morda v alge?« je optimistično zanimalo drugega.
Dusseiller tudi sam dvomi, da se v gibanju skriva potencial za velike znanstvene preboje. »Pri garažni biologiji gre po mojem bolj za izobraževalno komponento. Ne menim, da bi moral vsak doma imeti laboratorij, bi pa morali ljudje imeti nekoliko več razumevanja s področja sintezne biologije in nanotehnologije.« Gre bolj za občutek opolnomočenja, ki ga dobite, ko sami nekaj ustvarite, ko izdelate neko uporabno zadevo. »Seveda lahko kupite mnogo boljši mikroskop za nekaj deset dolarjev, a tu gre za sposobnost, da ga izdelate sami. Občutek, ko pod mikroskopom iz računalniške kamere, ki ste ga izdelali sami, gledate vzorec svoje sperme, je enostavno super.«