Kdo so hekerji

Sodobna znanost se lahko pohvali s številnimi dosežki, vendar iz nekega razloga nekateri menijo, da jo je zapustil duh "odkritja", značilen za znanstveno in tehnološko revolucijo konca XIX - začetka XX stoletja. Potem bi lahko znanstvene raziskave svetovnega razreda izvajali v domačem laboratoriju, zdaj pa zahteva zapleteno in drago opremo.

Seveda resnično revolucionarne ideje, tako kot pred sto in tisoč leti, še naprej zasenčijo le izbrane misli, vendar preizkušanje hipoteze in raziskave, recimo na področju molekularne biologije, pripeljejo do njenega logičnega zaključka - na primer do dobre publikacije - drago in izredno zamuden in presega zmožnosti posameznega znanstvenika. Vendar pa k znanosti lahko prispevajo ne le velike ekipe z ustreznimi finančnimi sredstvi, ampak tudi navdušenci zunaj katerega koli sistema. Sami imenujejo biohakerje.

Na čisto navdušenje

Biohakerji so neodvisni amaterski znanstveniki, ki izvajajo poskuse v neodvisno opremljenih domačih laboratorijih. Njihovi cilji so lahko popolnoma drugačni: nekateri preizkušajo svoje domiselne ideje, drugi to počnejo samo za zabavo, kot hobi. Ker so korenine gibanja biokerjev v Kaliforniji, nedaleč od Silicijeve doline, se njihova pobuda pogosto imenuje "garažni bioteh". Zakaj garaža? Seveda, ker je ameriška visokotehnološka tehnologija nastala v garaži, tako kot je vsa ruska literatura druge polovice devetnajstega stoletja izhajala iz Gogolovega plašča!

Zgodba o hekerjih se je začela z ameriškim diplomantom fizikom Robom Carlsonom, ki je dramatično spremenil svoje študijsko področje, potem ko je leta 1997 zagovarjal disertacijo na univerzi Princeton. Po naključju se je na vlaku pogovarjal z nobelovcem Sidneyjem Brennerjem, ki ga je povabil na študij biologije na lastnem Inštitutu za molekularne raziskave v Berkeleyju (Kalifornija).

Obvladovanje molekularno-bioloških metod v skupini biologov, fizikov in inženirjev je Rob nehote primerjal vrhunski del bioloških raziskav, ki se je znašel s subkulturo zakrpanih ljubiteljev hekerjev, ki so na področju osebnih računalnikov naredili revolucijo pred 25 leti. Ni se prepustil obsedenosti: če bo biotehnologija dana na razpolago množici amaterjev in zanesenjakov, bo to povzročilo nastanek nove subkulture garažne biologije in po možnosti do nove revolucije. Poleg tega je večino opreme (ki se seveda uporablja) mogoče kupiti z oprijemljivim popustom po internetu.

Carlson je leta 2005 v reviji Wired orisal svojo vizijo ljubiteljske znanosti in njeno temeljno dostopnost neodvisnim raziskovalcem. Da ne bi bil neutemeljen, se je odločil, da bo organiziral takšen laboratorij v svojem domu in nabavil rabljene mikropipete in centrifugo, kupljeno na eBayu. Povsem nepričakovano je njegova ideja dobila podporo številnih privržencev neodvisnih znanstvenih raziskav - tako strokovnjaki, ki vodijo lastni projekt doma, kot amaterji, ki so se prvič lotili pipete, pa so se začeli združevati v organizacijo DIY-bio (naredite sami, "naredite sami").

Ti ljudje prek interneta kupujejo rabljeno in izpuščeno laboratorijsko opremo, naredijo mikroskope iz desetlečnih spletnih kamer in namesto serijskih termostatov uporabljajo lastne pazduhe za inkubacijo gensko spremenjenih bakterij, ki ohranjajo temperaturo 37 ° C popolnoma brezplačno. Ponekod v ZDA so bio hekerji ustvarili majhna "javna središča", v katerih se lahko za majhno plačilo uporablja različna oprema. Poleg tega so bili v Ameriki že prej podobni primeri: če je znanstvenik na primer hotel nekaj patentirati neodvisno od svojega podjetja, je pisno določil zasebno garažo kot prizorišče vseh raziskav!

Znanost kot hobi

Seveda je večina znanstvenikov skeptična do gibanja amaterskih biologov, pri čemer se izogibajo ideji, da bi nekdo doma morda potreboval toplotni kolesar ali centrifugo. Vendar se v zvezi s tem lahko spomnimo besed Kena Olsena, ustanovitelja družbe Digital Equipment Corporation, ki je v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja dejal: "Ne vem, zakaj bi kdo doma potreboval računalnik." Zdaj njegovo izjavo dojemajo le kot smešen aforizem.

Vendar pa je malo verjetno, da bi resno pričakovali večje znanstvene preboje, ki so jih naredili biologi samouki v svoji kuhinji: genij še vedno bolj verjetno deluje v običajnem laboratoriju, kjer je vsekakor veliko več možnosti za znanstveno samouresničevanje. Vendar je tukaj najprej pomembno nekaj drugega - potrditev hekerskih načel (glej stransko vrstico »Hekerska etika«) v zvezi s sodobnimi biološkimi raziskavami, pa tudi želja po znanju in znanstvenem načinu razmišljanja ne glede na določen poklic in poklic.

Biohakerjev ne moremo zanikati fantazije: na primer, Meredith Patterson, programerka iz San Francisca, je postala znana po ustvarjanju jogurta, ki sveti v temi, tako da je v genom fermentiranih mlečnih bakterij vključila fluorescenčni protein (mimogrede, za preučevanje tega proteina, pridobljenega iz meduze Aequorea victoria leta 2008 leto je prejel Nobelovo nagrado za kemijo).

Drugi hekerji preučujejo svoj lastni (in ne samo) genom in celo izvajajo majhne klinične študije v upanju, da bodo našli korenine bolezni. "Genomski bloger", znan po psevdonimu Dienekes Pontikos, je omamil diplomirani študent genetik Joseph Pickrell, ki je na internetu objavil svoj sekvencirani genom in v DNK sekvenci našel dokaze o judovskem izvoru. Več skupin poskuša ustvariti obetavno formulo biogoriv za rešitev problema energetske krize.

Nazadnje več drugih strank razvija poceni "open source", odprtokodne laboratorijske naprave, kot so PCR stroji, in celo objavlja navodila za samonastavitev teh enot. Vse to naredi gibanje ljubiteljskih biologov bližje ljudem in povečuje priljubljenost tega hobija, tako da za razliko od mondenih in merkantilnih hobijev večine ljudi.

Interesni vrči

"Novi val" v biološki znanosti je ustvaril civilne "garažne" laboratorije in "hekerski prostor" - hobi skupine, ki v svoje hobije združujejo ljudi, ki jih zanima biotehnologija in izvajajo projekte, ki so včasih vredni naprednih raziskovalnih inštitutov.

Eden od dobro znanih projektov biohakerja je Bioluminescence ("bioluminescence"). Njegov namen je "zlomiti" kodo žive celice, tako da sveti z mehanizmom luciferaze. Ta projekt, ki je bil predstavljen v prvem hekerskem prostoru za biokuren (San Jose, ZDA), črpa navdih iz "registra standardnih bioloških nadomestnih delov": luciferaza operon je shranjena pod oznako BBa_K325909. Spomladi 2013 je ta projekt, ki je izjavil, da je ustvaril svetlobne rastline kot vire notranje razsvetljave, uspešno zbral sredstva na spletni strani kickstarter, namenjen zbiranju denarja "po vsem svetu" za vse vrste ustvarjalnih prizadevanj.

Dva karaniterska hekerja iz Kalifornije - Tito Jankowski in Josh Perfetto - sta se odločila sprostiti eno najpogostejših naprav naredi sam v molekularnem biološkem laboratoriju. Glavna ideja je bila najnižja možna cena naprave, ki je sestavljena predvsem iz javno dostopnih komponent: ohišja iz vezanega lesa, napajalnika iz računalnika, termoelementa in preproste elektronike za povezavo z računalnikom.

Navodila za izdelavo v skladu z ideologijo odprtega dostopa do informacij so objavljena na internetu, tako da lahko s posebno vztrajnostjo naredite celo analog, ne da bi kupili DIY komplet. OpenPCR je prek kickstarterja prejel tudi semensko financiranje. Projekt je v desetih dneh prejel prijavljen znesek 6000 dolarjev, do konca zbiranja pa se je ta denar, ki so ga darovali uporabniki z vsega sveta, navdihnil za idejo, podvojil.

Drugi izum biohakerja je domača "genska pištola" (genska pištola), ki se uporablja za gensko preobrazbo rastlinskih celic.

Temelji na neposrednem balističnem bombardiranju nediferenciranih rastlinskih celic z nanodelci težkih kovin (navadno zlata), ki na površini prenašajo molekule DNK. In čeprav industrijske zasnove takšne naprave že dolgo obstajajo in se pogosto uporabljajo, je oblikovalec "brezplačnega" analoga uspel zmanjšati stroške tega izdelka za 500-krat. Kot pravi avtor izuma Rudiger Troek, je "genska pištola naprava za gensko preobrazbo rastlinskih celic.

Veliko uporabljajo ga podjetja, kot je Monsanto, glavni akterji na trgu gensko spremenjenih živil, od sredine devetdesetih let prejšnjega stoletja, ponavadi pa cena znaša 15.000 dolarjev. Naredila sem analog, ki temelji na moki, le 30 dolarjev, da dokažem, da je ta tehnologija splošno dostopen. "

Dajanje - dobite

Največje svetovno združenje "biotehnologije na kolenu" se šteje za iGEM - mednarodno fundacijo za gensko inženirstvo. Ta neprofitna organizacija od leta 2003 prireja turnirje v »praktični sintetični biologiji« in vzdržuje tudi »register standardnih bio-delov« - izmenjevalec genetskih konstrukcij, na podlagi katerega lahko ustvarite vse vrste brezpogojno uporabnih stvari, na primer fluorescenčni jogurt. Prvi turnir je bil organiziran leta 2003 med študenti na Massachusetts Institute of Technology, leta 2005 je bila zabava mednarodna s 13 ekipami, od leta 2012 pa iGEM obstaja kot neprofitna organizacija, ločena od MIT.

Leta 2013 se je turnirja udeležilo 215 univerzitetnih in 30 šolskih ekip iz več deset držav. Seveda predhodne faze potekajo po vsem svetu (za to udeleženci prejmejo potrebne "biološke rezervne dele" po pošti), končna pa je šele novembra v Cambridgeu.

Udeleženci turnirja iGEM razvijajo stvari, kot je biosenzor arzena za določitev kakovosti pitne vode v revnih državah, BaKrov (zamenjava rdečih krvnih celic na osnovi gensko inženirskih bakterijskih celic, ki prenašajo kisik, vendar ne povzročajo sepse), nove predmete na področju matičnih celic in antibakterijske snovi, sistem za odkrivanje antibiotikov v mleku, organskih gradbenih materialov na osnovi gob in še veliko več. "Deli za biospare", ki so jih pripravile sodelujoče ekipe za pripravo na turnir, se običajno naložijo v splošni register, ki ga vodi ideologija "dajanja in prejemanja" (Get & Give).

Ločeno je treba poudariti vlogo biohakinga pri razširjanju znanosti v najrevnejših državah, v katerih si laboratoriji ali celo celotni inštituti ne morejo privoščiti nakupa sodobne opreme. Razpoložljivost odprtokodne biotehnologije nam omogoča, da se vključimo v sodobna znanstvena raziskovanja tudi na robu civiliziranega sveta, ne da bi preveč resno jemali tradicionalne geopolitične ovire, ki so ostale nekje na drugi strani etike biohakerjev.

Naredite sami

Gibanje DIY-bio uteleša zamisel o "odprti znanosti", ki pomeni prosto izmenjavo informacij, publikacij, materialov in sega v devetdeseta leta prejšnjega stoletja, izhaja iz računalniškega koncepta odprtokodnih virov. Med bioakerji je še posebej priljubljena tako imenovana sintetična biologija, ki predvideva možnost gradnje živih sistemov iz posameznih genetskih blokov, katerih seznam je celo objavljen na internetu, podobno kot izvorna koda za programsko opremo.

Vendar pa življenja res ni všeč, da bi ga oblikovali, zato je uspeh na tem področju še vedno skromen, zato znanstveniki niso mogli narediti nič bolj zapletenega kot laktozni operon (delček genoma, ki kodira presnovo laktoze v bakterijah): ločenih "delov" je preveč so po svojih značilnostih zapletene in nelinearne, zato s preprostim "lepljenjem" pogosto nočejo sodelovati.

Najpomembnejši dosežek sintetične biologije danes je kemijska sinteza (samo kopiranje tega, kar je že v naravi!) Celotnega bakterijskega genoma, ki je bil narejen leta 2010 pod vodstvom Craig Venterja na njegovem inštitutu, vendar je bilo to seveda delo celotna ekipa, ne samotarji.

Skupaj s halo futuristične progresivnosti, odprtokodna biologija, podedovana od sintetične biologije, in grozota bioterorizma, ki jo mediji včasih predstavljajo kot najočitnejšo strategijo uporabe znanja na področju oblikovanja življenja. Zamisel, da na stotine biologov samoukov odstranjuje gensko spremenjene bakterije v svojih garažnih rjah, je za FBI postala neznosna, zato so jo v ZDA od leta 2009 sprejemali "s svinčnikom".

Kljub strahu uradnikov (ki so očitno povezani z antraksom ali kaj podobnega) se danes zdijo popolnoma neutemeljeni, večina biohranilcev se raje ne zajebava z varnostnimi silami in sodeluje z njimi, obljubljajo, da bodo takoj sporočili, "kam bi morali", če v skupnosti bo postalo znano o zagonu res sumljivih projektov v senci.

Osem let po odhodu iz garaž je Carlson še vedno prepričan, da se ljubiteljska biologija lahko spremeni. Skoraj zagotovo bi mu v preteklem času uspelo dobiti nekajkrat več rezultatov, če ne bi zapustil laboratorija v prid garaži in bi za to dobil plačo, namesto da bi vlagal znatne zneske v opremo lastnega delovnega prostora.

Vendar pa človekova dejanja niso vedno usmerjena v takojšnje kratkoročne koristi in v primeru Roba Carlsona lahko rečemo, da je mnogim zgledom pokazal zgled, kako se ukvarjati s svojim najljubšim hobijem. Poleg tega lahko ta hobi privede do novega, boljšega sveta. Dejansko je v intervjuju pred tremi leti eden od stebrov računalniške industrije Bill Gates priznal, da če bi bil spet mlad, ne bi programiral računalnikov, ampak žive snovi: "Če želite spremeniti svet za resničnega, bi morali začeti z biološkimi molekulami ".

Avtor članka je urednik spletne strani Biomolecule .

Članek "Biohakerji" je bil objavljen v reviji Popular Mechanics (št. 2, februar 2014).

Priporočena

Kako je narejen: Velcro
2019
Kako črpati energijo iz plimovanja
2019
Fizika skozi steklo: Positronium in vitro
2019