AI kan udløse et kvantespring i udviklingen af syntetisk biologi som katalysator for liv og biologisk evolution. Grundarbejdet med at forstå området samt at udvikle metoder til genmanipulation m.v. har været mange årtier undervejs. Derfor kan AIs evne til at simulere på store datamængder og koordinere med avanceret produktionsudstyr få ekstra stor effekt. I dag står området derfor foran et “pivotal point”, hvor en branche er ved at danne sig og, hvor venture markedet er rødglødende.
Syntetisk biologi åbner for store etiske og geopolitiske dilemmaer og risici. AI kan bl.a. distribuere kritisk viden til personer eller magter med destruktive hensigter.
AI vil især accelerere forskning og udvikling inden for meget avancerede systemer
I løbet af i år og i de kommende år vil vi se AI agenter tage initiativer og handle på vore vegne. Det er Tech sektoren enige om, og har derfor investeret massivt her. Det giver store muligheder for effektivitet og produktivitet for brugerne, men fører også store, strukturelle og langsigtede risici med sig, herunder geopolitiske.
De største gennembrud fra AI ventes dog inden for forskning og udvikling. Det gælder især for syntetisk biologi og blev understreget, da Nobelprisen i Kemi for 2024 gik til Demis Hassabis og John Jumper for, med AlphaFold at have opdaget metoder til at forudsige og dermed modellere proteiners komplekse strukturer. Dette er en del af området for syntetisk biologi.
Syntetisk biologi kan mangedoble udviklingshastigheden og -formerne, …
Første generation af syntetisk biologi førte i 1980erne bl.a. til rekombinant (genmodificeret) humant insulin. Danske Novo Nordisk var førende i dén udvikling, og er det stadig. Anden generation i de første årtier af dette århundrede førte til skræddersyede biosensorer og syntetiske genkredsløb til f.eks. styring af protein produktion. Den nuværende tredje generation handler om helsyntetiske celler og biosystemer tilpasset den enkelte modtager. Dét kræver deep learning, og bl.a. derfor er AI centralt her.
Perspektivet fra AI på syntetisk biologi er enormt. Naturlig biologisk evolution strækker sig over mange tusinde år. Men syntetisk biologi i form af f.eks. CRISPR antyder en udviklingsproces, der skal måles i måneder eller uger.
For syntetisk biologi handler om at designe, konstruere og redesigne biologiske systemer med større præcision end er realistisk fra naturlige mutationer. Det kan f.eks. være:
- opbygning af nye organismer fra bunden (de novo genomdesign),
- design af biologiske kredsløb (logiske porte, sensorer osv til elektronik)
- genetisk programmering af celler, f.eks. til at udføre bestemte funktioner (nanobots f.eks.)
- forbedring af biosikkerhed (genetisk “containment”, kill-switches mv.)
… hvilket bl.a. åbner nogle helt nye udviklingsdøre
Det giver muligheder som:
- Klimamæssigt f.eks. ved design af CO2-optagende mikroorganismer (kunstig fotosyntese) eller biologisk fremstillet kød eller materialer med lavt klimatryk
- Miljømæssigt ved f.eks. biologisk nedbrydning af plastik og toksiner eller ved at genskabe eller nyskabe økosystemer (f.eks. Mammutprojektet)
- Medicinsk og sundhedsmæssigt gennem f.eks. genterapi, mikroorganismer som lægemidler (insulin, antibiotika, vacciner m.v.), personligt tilpasset medicin på syntetisk DNA eller cellulære biosensorer
- Landbrugsprodukter, f.eks. syntetisk kød og mejeriprodukter, planter med tørkeresistens, biofabrikation af gødning eller reduktion af antibiotikaforbrug
Førende forskere er meget konkrete i deres forudsigelser af muligheder, …
Blandt centrale forskere indenfor syntetisk biologi er George Church, der grundlæggende skelner mellem software (DNA som programmérbart) og hardware (celler). Det muliggør bl.a. datalagring i DNA lignende sekvenser, dvs. med langt højere datatæthed og holdbarhed end er muligt fra digitale medier. Men desuden åbner det for perspektiver som programmerbare organismer, der kan fremstille materialer, brændstof, lægemidler osv.
Church har bl.a. følgende centrale idéer for syntetisk biologi:
- Redesign af livet fra bunden med større præcision ved at syntetisere nye genomer og endda skabe helt nye former for liv. Church har bl.a. arbejdet med recoding af hele genomer i bakterien E. coli, der har gjort organismen resistent over for virusangreb. Det er et væsentligt skridt mod biosikkerhed og kontrolleret biologi.
- Kurative terapier, der rækker ud over symptomlindring, især ift. genterapi (rådgivning) mod arvelige sygdomme (Alzheimers og Tay-Sachs f.eks.), aldersomvendelse og pandemi forebyggelse (f.eks. design af genetisk immunitet).
- De-extinction, dvs. genskabe uddøde arter som f.eks. mammutten. Det kan måske genskabe økosystemer og vil teste syntetisk biologi i stor skala.
… der bl.a. også ændrer de geopolitiske risikobilleder
Geopolitisk kan det ovenstående bl.a. øge mange landes strategiske autonomi. Det kan f.eks. øge lokal fødevareproduktion og spildevandsrensning. Men det kan også føre til øget ulighed (teknologikløft) og kontrol over specialiserede fødevarer eller gødning m.v.
George Church er bl.a. bekymret for perspektiverne af syntetisk biologi. Han har f.eks. advokeret for krav om at indbygge genetiske “kill switches” samt advokeret for biologiske “containment” (dvs. syntetiske organismer må kun kunne overleve under specifikke forhold).
Church har bl.a. sammenlignet med atombomben. Det kræver mange menneskers samarbejde gennem mange år, for at udvikle en atombombe. Men potentialet ved syntetisk biologi er, at stadig færre mennesker kan udvikle pandemiske våben på stadig kortere tid og med stadig mindre ressourcer.
Der er ingen enkle løsninger
Church er særligt bekymret for konceptet Mirror Life, der handler om at udvikle reciprokke livsformer, der således kan nulstille os på alle parametre på én gang. I april i år advarede han sammen med 38 andre forskere i Science om, at denne forskningsindsats bør forbydes eller i det mindste sættes på pause.
Dermed minder Church’s dilemma om det forslag om en udviklingspause, som Elon Musk m.fl. foreslog i starten af 2023, da OpenAI fik gennembrud med ChatGPT 3.0.
“We should not fear engineering life. We should fear not understanding it, and letting it evolve unchecked”.