หนังสือเล่มใหม่จากนักเขียนชีวประวัติของสตีฟ จ็อบส์ วอลเตอร์ ไอแซคสัน นำเสนอภาพที่คมชัดของฟิลด์การแก้ไขยีนที่เปลี่ยนการแพทย์แผนปัจจุบัน
ตั้งแต่เดือนมีนาคมปีที่แล้ว ชั้นหนึ่งของสถาบัน Innovative Genomic Institute ของ Jennifer Doudna ในเบิร์กลีย์ ได้กลายเป็นศูนย์ทดสอบโควิด-19 ที่ประมวลผลตัวอย่างหลายพันตัวอย่างในแต่ละวัน Doudna เป็นผู้รับรางวัลโนเบลที่เพิ่งสร้างเสร็จใหม่ เธอและผู้ร่วมงานชาวฝรั่งเศส Emmanuelle Charpentier ได้รับรางวัล “สำหรับการพัฒนาวิธีการแก้ไขจีโนม” ที่รู้จักกันในชื่อ CRISPR ในปี 2020 และเป็นมือเก่าในการไขความลับของ RNA ซึ่งเป็นสารพันธุกรรม ที่นำทางไวรัสโคโรน่าสายพันธุ์ใหม่ ดังนั้น เมื่อเกิดการระบาดใหญ่ IGI ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้วิศวกรรมจีโนมเพื่อประโยชน์สาธารณะ ได้หันความสนใจไปที่การหยุดไวรัส นักวิทยาศาสตร์ของพวกเขาร่วมมือกับนักวิจัยคนอื่น ๆ อย่างรวดเร็ว กำลังพัฒนาการทดสอบที่บ้านโดยใช้ CRISPR และตรวจสอบวิธีการใช้ CRISPR สำหรับการรักษาด้วยไวรัส
นักวิทยาศาสตร์ได้ก้าวกระโดดในการทำความเข้าใจสารพันธุกรรม เช่น DNA และ RNA นับตั้งแต่การค้นพบเกลียวคู่ในปี 1953 ความก้าวหน้าเหล่านี้กำลังผลักดันการต่อสู้ระดับโลกกับ coronavirus และทำให้ความเกี่ยวข้องของเทคโนโลยีชีวภาพกับชีวิตของเราชัดเจนขึ้น ไม่ใช่แค่ในอนาคตแต่ในตอนนี้ ท้ายที่สุด RNA ของผู้ส่งสารที่ผลิตในห้องปฏิบัติการกำลังสร้างแอนติบอดีในอ้อมแขนของชาวอเมริกัน 90 ล้านคนและเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
ในปี 2555 14 เดือนหลังจากที่พวกเขาเริ่มทำงานร่วมกัน Doudna และ Charpentier ได้ตีพิมพ์งานวิจัยที่บุกเบิก: ห้องทดลองของพวกเขาได้หาวิธีควบคุม “ระบบภูมิคุ้มกัน” โดยกำเนิดของแบคทีเรียเพื่อทำการตัดสารพันธุกรรมอย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นเทคนิคที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้และมีศักยภาพสูงสำหรับยีน แอปพลิเคชันการกำหนดเป้าหมายและการแก้ไขจีโนม” พวกเขาเขียน
หลายปีหลังจากการวิจัยของเธอกลายเป็นหัวข้อข่าว แต่ก่อนการเกิดของทารกดัดแปลงพันธุกรรมคนแรกของโลกในประเทศจีน Doudna ได้พูดในงานที่จัดโดยสถาบัน Aspen ซึ่งผู้เขียนชีวประวัติ Walter Isaacson ดำรงตำแหน่ง CEO Isaacson ได้ลงบันทึกชีวิตและแนวคิดการเปลี่ยนแปลงของSteve Jobs, Leonardo da VinciและAlbert Einsteinและในขณะนั้นเขากล่าวว่า “ฉันกำลังมองหาวิธีที่จะทำในสิ่งที่ฉันคิดว่าเป็นการปฏิวัติครั้งยิ่งใหญ่ครั้งต่อไปในอีก 50 ปีข้างหน้า ซึ่งเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ” เขาสรุปว่าการเดินทางของ Doudna นั้นเชื่อมโยงกัน เหมือนกับสายเกลียวคู่ของ DNA กับการค้นพบและการโต้วาทีทางชีวเคมีเหล่านี้
Doudna และยุคเริ่มต้นของจีโนมแบ่งปันการเรียกเก็บเงินส่วนกลางในหนังสือเล่มล่าสุดของไอแซคสัน The Code Breaker: Jennifer Doudna, Gene Editing และอนาคตของเผ่าพันธุ์มนุษย์ เช่นเดียวกับผลงานที่แล้วของเขา มันเป็นเรื่องราวของแนวคิดที่เปลี่ยนแปลงได้ แต่คราวนี้ การปฏิวัติกำลังเกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ และนักคิดที่สร้างสรรค์ในหัวใจของมันคือผู้หญิง
ชื่อเต็มของหนังสือเล่มนี้อาจดูยิ่งใหญ่ แต่ Isaacson สร้างกรณีที่น่าเชื่อว่าความสามารถในการเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรมได้อย่างง่ายดาย ซึ่งการวิจัยของ Doudna เกี่ยวกับเทคนิคการแก้ไขยีนที่เรียกว่า CRISPR ทำได้จริง และจะเป็นการปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์นั้น . เขาอธิบายว่าการแก้ไขทางพันธุกรรมมีศักยภาพในการรักษาโรคโลหิตจางชนิดเคียวหรือป้องกันโรคฮันติงตัน แต่แนวของการแก้ไขที่ยอมรับได้และไม่สามารถยอมรับได้เกิดขึ้นที่ใด และเราจะทำอย่างไรถ้าความสามารถในการชี้นำการคัดเลือกโดยธรรมชาติเปลี่ยนเส้นทางไปสู่เนื้อหาที่ไร้สาระมากขึ้น เช่น การเลือกความสูงของเด็กในอนาคต เนื่องจากความแตกต่างอย่างมากในผลลัพธ์ด้านสุขภาพระหว่างผู้ที่มีสิทธิพิเศษและผู้ที่มีทรัพยากรไม่เพียงพอ ไม่ต้องพูดถึงป้ายราคาที่สูงในการแก้ไขยีน “เราสามารถสร้างช่องว่างของยีนที่จะกว้างขึ้นกับคนรุ่นใหม่แต่ละคน” Doudna กังวล
เพื่อให้เข้าใจถึงความสลับซับซ้อนของการแก้ไขยีน ไอแซคสันเริ่มต้นด้วยการค้นพบพื้นฐานบางประการ: การเพาะพันธุ์พืชถั่วลันเตาของพระเกรกอร์ เมนเดล เผยให้เห็นลักษณะที่สืบทอดมาระหว่างรุ่นต่างๆ และการแข่งขันทางวิชาการเพื่อไขปริศนาโครงสร้างของดีเอ็นเอ เขาแนะนำผู้อ่านจากบ่อเกลือที่ไม่เอื้ออำนวยในสเปนไปยังห้องปฏิบัติการของบริษัทโยเกิร์ตไปยังร้านกาแฟใน Berkeley ที่ Doudna หารือกับเพื่อนร่วมงานในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ร่วมกันวิเคราะห์ว่าแบคทีเรียตรวจจับและทำลายผู้บุกรุกจากไวรัสได้อย่างไร จากนั้นเขาให้รายละเอียดว่าการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานนี้นำไปสู่ความก้าวหน้าอย่างก้าวกระโดดในด้านพันธุวิศวกรรม ตลอดจนศักยภาพทางการแพทย์และอันตรายทางจริยธรรมที่เป็นผลมาได้อย่างไร
Isaacson กล่าวว่า “ฉันต้องการแสดงให้เห็นว่าการค้นพบเป็นกีฬาประเภททีม และมันยังขับเคลื่อนโดยผู้คนที่เฉียบแหลมและดื้อรั้นมาก (เช่น Doudna)” Isaacson กล่าว “จึงมีตัวละครหลากสีสันในหนังสือ” ภาพเหมือนที่สดใสของนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ—ศาสตราจารย์เต็มตัวและบัณฑิตที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักซึ่งมีการทดลองเป็นกระดูกสันหลังของห้องแล็บในแต่ละวัน—ถูกโปรยลงมาตลอดทั้งเล่ม เราได้พบกับ Blake Wiedenheft นักวิจัยชาวมอนทานันกลางแจ้งในห้องทดลองของ Doudna ซึ่งช่วยหาโครงสร้างของเอนไซม์หลัก Josiah Zayner นักไบโอแฮ็กเกอร์ที่เจาะลึกซึ่งถ่ายทอดสดการทดลองทางพันธุกรรมซึ่งเขาเป็นผู้ทดลองของเขาเอง และเฟิง จาง นักชีววิทยาระดับโมเลกุลผู้น่ารักซึ่งเป็นคู่แข่งทางวิทยาศาสตร์ของดูดน่า (The Broad Institute ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยด้านชีวการแพทย์และจีโนมในเคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซตส์สงครามสิทธิบัตรต่อเนื่องที่ไอแซคสันร่างไว้)
“พวกเขาล้วนเป็นตัวละครที่วิเศษ และพวกเขาทุกคนสมควรได้รับชีวประวัติของตัวเอง แต่ฉันอยากจะสานมันให้เป็นเรื่องเล่าของการค้นพบและเรื่องราวนักสืบ” ไอแซคสันกล่าว
ในฐานะตัวละครหลัก ชีวิตส่วนตัวของ Doudna และวิถีทางอาชีพเป็นจุดเริ่มต้นของคำถามใหญ่เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ “เรื่องราวชีวิตของเธอดูจะโยงใยทุกอย่างที่ฉันอยากจะตีเข้าด้วยกัน” ไอแซคสันกล่าว การหย่าร้างของเธอเชื่อมโยงกับการอุทิศตนเพื่อการวิจัยของเธอ การต่อสู้สิทธิบัตรที่ดุเดือดของเธอขยายไปสู่การสะท้อนถึงการมีส่วนร่วมทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการจดจำและเขียนออกมาจากประวัติศาสตร์ และฝันร้ายของเธอเกี่ยวกับฮิตเลอร์ที่ขอให้เธออธิบายว่า CRISPR ทำงานอย่างไร เปิดตัวส่วนหนึ่งของหนังสือที่อุทิศให้กับการแก้ไขยีนที่มีปัญหาด้านจริยธรรม หลังจากความฝันนี้ Doudna ได้เริ่มจัดการอภิปรายเชิงนโยบายเกี่ยวกับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ควรยับยั้งชั่งใจในการทดลองแก้ไขยีนในมนุษย์
Isaacson อัดThe Code Breakerที่มีรายละเอียดที่รวบรวมมาจากการสัมภาษณ์หลายชั่วโมง คำตัดสินของศาล การสนทนาในช่อง Slack ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ เชิงอรรถของเอกสารทางวิชาการ และเวลาที่ใช้ไปกับการประชุมต่างๆ ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยให้เปลี่ยนหน้าได้ ก้าวของการสืบสวนสอบสวนที่เกินบรรยายต่ออาหารสัตว์ที่อาจแห้งของวิทยาศาสตร์ในห้องปฏิบัติการ
Smithsonianโทรหา Isaacson ที่บ้านของเขาใน New Orleans เพื่อพูดคุยเกี่ยวกับหนังสือเล่มใหม่และนวัตกรรมทางชีววิทยา
คุณตัดสินใจเขียนหนังสือเล่มนี้ครั้งแรกเมื่อใด
เมื่อฉันได้ยิน [Jennifer Doudna] พูดถึงประเด็นขัดแย้งทางศีลธรรมของ CRISPR ฉันตระหนักว่าจะเป็นสิ่งที่คนรุ่นเราจะเผชิญ และจะเป็นประโยชน์หากเข้าใจ และวิธีที่ดีที่สุดในการทำความเข้าใจคือการทำให้มันเป็นการเดินทางของการค้นพบ ซึ่งหมายความว่าฉันมีตัวละครหลัก เช่น Doudna ที่ค้นพบสิ่งต่างๆ และเราจะได้เดินเคียงข้างเธอในขณะที่เธอค้นพบสิ่งเหล่านี้ มีความสุขที่ได้ค้นพบว่าบางสิ่งทำงานอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสิ่งนั้นคือตัวเรา
ในหนังสือ คุณอ้างว่าชีววิทยากลายเป็นเทคโนโลยีใหม่ การปฏิวัติเทคโนโลยีดิจิทัลและเทคโนโลยีชีวภาพแตกต่างกันอย่างไร
เทคโนโลยีชีวภาพเป็นสิ่งที่เราทุกคนสามารถเกี่ยวข้องได้เพราะเราทุกคนเป็นสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้ในหอพักหรือโรงรถอย่างง่ายๆ เหมือนกับการสร้างเครือข่ายสังคมออนไลน์หรือคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ทำให้นวัตกรรมเกิดขึ้นได้ในหลายๆ ที่ ในบางแง่มุม Kendall Square of Cambridge [บ้านของบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพจำนวนมาก] เป็นซิลิคอนแวลลีย์แห่งใหม่ ในทำนองเดียวกัน จากเบิร์กลีย์ถึงออสติน คุณมีศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพหลักและเป็นสากลมากขึ้น เรามาดูวัคซีน [Covid-19] เราจะเห็นได้ว่า BioNTech บริษัทสัญชาติเยอรมัน มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด; และมหาวิทยาลัย 3 แห่งในประเทศจีนกำลังร่วมมือกันในระดับนานาชาติ รวมถึงการแข่งกันผลิตวัคซีน
80 หน้าสุดท้ายของหนังสือเล่มนี้เกี่ยวกับตัวละครเหล่านี้และวิธีที่พวกเขาตอบสนองต่อการระบาดใหญ่ของ Covid-19 โรคระบาดเปลี่ยนแปลงหนังสือเล่มนี้อย่างไร?
เมื่อไวรัสโคโรน่าโจมตี มันกลายเป็นส่วนหนึ่งของหนังสือโดยธรรมชาติ เพราะ CRISPR เป็นระบบที่แบคทีเรียใช้มาเป็นเวลานับพันล้านปีเพื่อต่อสู้กับการโจมตีของไวรัส ตอนนี้เราสามารถใช้เครื่องมือนั้นในการต่อสู้กับไวรัสของเราเอง เมื่อฉันเริ่มหนังสือ ฉันคิดว่าเทคโนโลยีชีวภาพน่าตื่นเต้นอย่างไม่น่าเชื่อ โดยเกี่ยวข้องกับตัวละครหลากสีสันที่ทำสิ่งที่น่าอัศจรรย์ เมื่อถึงเวลาที่เกิดการระบาดใหญ่ ฉันก็ตระหนักว่าฉันเข้าใจกรณีนี้น้อยเกินไป มีความสำคัญและเกี่ยวข้องกับชีวิตของเรามากยิ่งขึ้น
ในตอนท้ายของหนังสือ Doudna ศาสตราจารย์George Church จาก Harvard และMichael EisenบรรณาธิการeLifeกล่าวว่าพวกเขาเชื่อว่าการระบาดใหญ่จะทำให้วิทยาศาสตร์กลายเป็นกรรมสิทธิ์และซ่อนเร้นน้อยลงในอนาคต คุณแบ่งปันการมองโลกในแง่ดีนั้นหรือไม่?
ใช่. ฉันคิดว่ามันเตือนนักวิทยาศาสตร์ว่าพวกเขากำลังทำงานของพวกเขาไม่เพียงเพื่อรับสิทธิบัตร แต่เพื่อช่วยมนุษยชาติ ฉันเป็นคนมองโลกในแง่ดีมากพอที่จะเชื่อว่านั่นเป็นหนึ่งในแรงจูงใจหลักของคนที่ใฝ่หาวิทยาศาสตร์ นี่เป็นเครื่องเตือนใจว่าความพยายามนั้นสูงส่งเพียงใด ฉันหวังว่ามันจะเป็นแรงบันดาลใจให้คนรุ่นใหม่ตระหนักว่าวิทยาศาสตร์สามารถเป็นสาขาที่แข่งขันได้ แต่เป็นเรื่องที่ทุกคนมีเป้าหมายเดียวกัน และท้ายที่สุด ได้ร่วมมือกันเพื่อปกป้องเราจากโรคร้ายต่างๆ
ฉันตื่นเต้นมากเกี่ยวกับDETECTRและSHERLOCK — สองระบบที่บ้านสำหรับการทดสอบที่ขับเคลื่อนด้วย CRISPR รวมถึงสำหรับ coronavirus นวนิยายซึ่งได้รับการพัฒนาโดยทีมงานที่บริษัทMammoth Biosciences ของ Broad และ Doudna
เมื่อสตีฟ จ็อบส์เข้าไปในโรงรถของพ่อกับเพื่อนของเขา และสร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานง่าย นั่นคือ Apple II ซึ่งคุณเพียงแค่เสียบปลั๊กและเริ่มใช้งาน มันทำให้การปฏิวัติทางดิจิทัลเข้ามาในบ้านของเราและเป็นส่วนตัวมาก แม้ว่าเราจะไม่เข้าใจว่าไมโครชิปทำงานอย่างไร แต่เราก็เข้าใจถึงพลังของมัน ในปีนี้ที่จะเกิดขึ้นในด้านชีววิทยา ชุดเครื่องมือที่ใช้ CRISPR ในบ้านเหล่านี้ทำให้เราไม่เพียงแต่ตรวจพบว่าเราเคยสัมผัสกับ [นวนิยาย] coronavirus หรือไม่ แต่ยังตรวจหาการติดเชื้อ ตรวจหามะเร็ง ตรวจหาไมโครไบโอมของเรา และการทำงานของมันในลำไส้ของเรา และสิ่งต่างๆ มากมาย เราไม่เคยฝันถึง นั่นจะไม่เพียง แต่เป็นก้าวกระโดดครั้งใหญ่สำหรับสุขภาพของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังนำชีววิทยามาสู่บ้านของเราด้วยวิธีที่คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลนำเทคโนโลยีดิจิทัลมาสู่บ้านของเรา
หนังสือเล่มนี้บอกอะไรเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องใช้ในการเป็นผู้ริเริ่ม
ฉันคิดและหวังว่าเจนนิเฟอร์ ดูดน่าจะเป็นนางแบบ ใครสักคนที่ร่วมมือกัน ดื้อรั้นและแข่งขันสูง แต่รู้วิธีที่จะนำพาผู้คนมารวมกัน คุณไม่จำเป็นต้องเป็นพี่น้องสายเทคโนโลยีที่งาน Hackathon เพื่อที่จะเป็นฮีโร่ในยุคใหม่นี้ คุณสามารถเป็นเหมือนเจนนิเฟอร์ ดูดน่า หรือนักวิจัยรุ่นเยาว์หลายคนที่ฉันพบในการประชุมเหล่านี้ซึ่งมีจิตวิญญาณที่สนุกสนาน เราพร้อมเพรียงกัน
