De grenzen tussen leven en niet-leven waren tot ver in de twintigste eeuw duidelijk. Nu is dat anders. Projecten als OpenWorm en kunstmatige cellen vertonen gedrag als levende organismen. Ook hedendaagse techniek lijkt steeds meer weg te hebben van levende organismen door de snel toenemende mogelijkheden en complexiteit. Waar ligt de grens tussen levend en dood?
Volgens denkers in het veld, zoals Martin Hanczyk die deze TED-lezing verzorgt, moet er iets als auto-assemblage plaats hebben gevonden. Hij slaagde er inderdaad al in cel-achtige structuren te produceren, uitgaande van ‘dode’ chemicaliën. Deze vertonen enkele gedragingen die griezelig veel overeenkomen met die van levende organismen zoals bacteriën. Kunnen we met deze inzichten kunstmatig leven scheppen en leven-achtige eigenschappen aan onze techniek geven?
DARPA, de onderzoekspoot van het Pentagon, wil onderzoek doen naar synthetisch leven. Bacteriën moeten straks als het aan DARPA ligt, geavanceerde trucs kunnen uithalen. Krijgen we straks militaire Frankensteinbacteriën die hun tanden in metaal, kunststof en kleding zetten, of blijkt het allemaal onschuldig Amerikaans concurrentievoordeel?
Op de Vijfde Internationale Bijeenkomst voor Synthetische Biologie aan de universiteit Stanford, kondigde een vertegenwoordiger van DARPA een nieuw onderzoeksprogramma aan, Living Foundries. Dit programma zal investeren in synthetische biologie en dit ontwikkelen. Het doel, aldus DARPA’s programmamanager Alicia Jackson, is om zo materiaalkunde te revolutionariseren. De bedoeling is zo nieuwe materialen te ontdekken en te vervaardigen die op dit moment technisch onmogelijk zijn, wat moet leiden tot bijvoorbeeld efficiëntere zonnepanelen en elektronica. Om dit doel te bereiken, wil DARPA “op grote schaal” de synthetische biologie in duiken. Het doel is om nieuwe productietechnieken te te vestigen in de Verenigde Staten, wat uiteraard een enorm strategisch voordeel voor de VS zou opleveren.
DARPA wil kunstmatige levensvormen ontwikkelen. Wat is het Amerikaanse ministerie van Defensie van plan?
Synthetisch biologen proberen systematisch cellen zo te herontwerpen dat ze veranderen in miniatuurfabriekjes (zoals biobrandstof) of andere gewenste eigenschappen krijgen. Mensen in het veld hebben woeste plannen voor microben die kankercellen vernietigen of de gevolgen van het broeikaseffect tegengaan. Of om biobrandstof te maken van overtollige biomassa. Synthetisch biologen hebben grote vorderingen gemaakt; in 2010, bijvoorbeeld, kondigden biologen van Craig Venter’s lab aan dat ze er in zijn geslaagd een geheel synthetische hebben gecreëerd. Dit deden ze door een genoom met behulp van een computer te bewerken, het met behulp van een DNA sequencer in DNA om te zetten en over te zetten naar een cel van een andere soort. Helaas kost het nog steeds veel tijd om experimenten in gang te zetten. Dit is een grote rem op de creativiteit den praktische resultaten van dit soort onderzoek komen er maar mondjesmaat. De cellen zijn in staat micro-organismen uit suiker allerlei producten te laten vervaardigen, denk aan medicijnen, chemicaliën, een brandstof. In de praktijk zijn de opbrengsten echter laag en kunnen synthetisch biologen maar een zeer beperkte groep chemicaliën als uitgangsmateriaal gebruiken. Ook kunnen de onderzoekers niet maken wat ze willen: alleen dingen die hetzij van nature voorkomen, hetzij hier direct van afgeleid zijn.
Bacteriën kunnen echter niet andere materialen dan suiker, cellulose en agar gebruiken of halfgeleiders vervaardigen. Als het mogelijk wordt kunstmatige cellen te maken, zou je in principe totaal nieuwe materialen, denk aan zand, metaal of plastic, als uitgangsmateriaal kunnen gebruiken en ingewikkelde stoffen kunnen fabriceren. DARPA wil een veel groter deel van het periodieke systeem, denk aan exotische atoomsoorten als germanium of selenium, binnen bereik brengen. Zo zouden bacteriën elektronica of halfgeleiders kunnen produceren. DARPA ziet zichzelf naar eigen zeggen als de geest in de fles die het onmogelijke onvermijdelijk maakt.
Boude claims, maar ditzelfde DARPA heeft de TCP/IP protocollen ontwikkeld die de ruggengraat vormen van het moderne internet. Sorry, Al Gore. Verdere details worden niet door DARPA bekend gemaakt.
Militair onderzoek is in tegenstelling tot academisch onderzoek niet openbaar. Dat betekent dat de Amerikaanse overheid zo kennis kan ontwikkelen die alleen een selecte groep Amerikaanse bedrijven kan inzetten. Vermoedelijk wil de Amerikaanse overheid op deze manier de Chinese en Europese concurrentie de loef afsteken en een leidende mogendheid op het gebied van materiaalfabricage blijven. Waarom past de Nederlandse overheid niet dezelfde truc toe? Defensieonderzoek is immers niet gebonden aan internationale verdragen.
