DNA (צילום: Thinkstock)
האלגוריתם לפיו מתוכנת האדם: חומצה דאוקסיריבונוקלאית. אתם מכירים אותו בתור DNA | צילום: Thinkstock

הרבה סרטי מדע בדיוני לימדו אותי שמי שמתעסק בהנדסה גנטית חייב להיות גאון מרושע, או תאגיד ענק חסר מצפון – וההבטחה של Genome Compiler, חברת סטארט אפ ישראלית בתחום הביולוגיה הסינטטית, "הנדסה גנטית בקלות ובמהירות מהמחשב הביתי שלך!" נשמעת בדיוק כמו ההתחלה של סרט שבסופו עכבישי ענק ותמנונים מהלכים שיורים קרני לייזר ישעטו ברחובות.

חברה כזאת חייבת לשכון בתוך קומפלקס תת-קרקעי עצום, מלא במשטחים לבנים, אורות מהבהבים, מסכי מגע וזמזום חרישי ומבשר רע, שבו רוחשים מדענים עם כפפות עבות ומבטא גרמני (משום מה) שמוזגים נוזלים מבעבעים וצבעוניים לתוך מבחנות.

במקום זה הגעתי למשרד קטן ששוכן בקומה ראשונה של דירה תל-אביבית צפופה, מעל בית קפה ומתחת ל"כאן גרים בכיף דני וציפי". לא היו מחשבים מדברים או מדענים עם מבטא גרמני, אבל היתה צנצנת בייגלה על הדלפק בכניסה. ובכל זאת בדקתי היטב שלא מתחבאים זומבים מאחורי הדלת.

האדם הוא תוכנת מחשב

זה פשוט לא ייתכן. זאת חברה שמצהירה בגלוי שהיא תאפשר לכל המעוניין בכך לשחק באבני הבניין של החיים עצמם, ולתכנת יצורים חיים. איך הם יכולים להיות משהו מלבד גאונים מרושעים שיביאו על כולנו את האפוקליפסה? ואם כבר מדברים, איך אפשר לעשות האקינג ליצורים חיים?

ד"ר עומרי עמירב דרורי
ד"ר עומרי עמירב דרור: "גופו של כל יצור חי הוא בסך הכל מכונה"

עבור ד"ר עומרי עמירב דרורי, מייסד ומנהל החברה, זו לא שאלה בכלל: ברור שאפשר. "גופו של כל יצור חי", הוא מסביר, "מווירוס האבולה ועד ללווייתן הכחול, הוא בסך הכל מכונה. מכונה מורכבת להדהים, שיודעת לבנות את עצמה, לתקן את עצמה ולשכפל את עצמה. יש הרבה מהמשותף בין גופו של יצור חי – בין השאר, אתם – לבין תוכנת מחשב או רובוט: שניהם נבנים ופועלים על פי קוד.

הקוד שעומד בבסיסה של כל תוכנת מחשב מורכב משני מרכיבים בדיוק: 0 ו-1. ברמה הבסיסית ביותר, זו שבה פועל המעבד של המחשב, כל תוכנה היא לא יותר מרצף , בדרך כלל רצף ארוך מאוד של אפסים ואחדים. צריך רק לדעת לקרוא אותם כדי להפוך את הרצף הזה למשהו שעושה משהו: מציג את התאריך, מריץ סרטון ביוטיוב או זורק ציפורים על חזירים.

כל תינוק יכול לתכנת DNA

גם ליצורים חיים יש קוד כזה. הוא נקרא חומצה דאוקסיריבונוקלאית, אבל כדי שאנשים לא יברחו בצרחות כשישמעו את השם הזה, נהוג לקרוא לו בכינוי המקוצר, DNA. בכל תא בגופו של כל יצור חי יש אחד כזה: סליל ארוך הבנוי מרצף של ארבעה חומרים כימיים, הידועים בקיצורים A, T, G ו-C. אלה הם האפסים והאחדים של החיים. מי שיודע לקרוא את השרשרת הארוכה הזאת של GTGCAGTCACCTTGA" ..." וכך הלאה והלאה, ימצא בה את הוראות ההרכבה והתחזוקה של כל יצור חי. וכמו לקוד של מחשב, גם ל-DNA אפשר לעשות האקינג.

רובוט (צילום: אימג'בנק / Thinkstock)
"יש הרבה מהמשותף בין גופו של יצור חי – בין השאר, אתם – לבין תוכנת מחשב או רובוט" | צילום: אימג'בנק / Thinkstock

כשאתם משנים את הקוד – חותכים החוצה חתיכה של DNA ומכניסים רצף שונה במקומה – אתם משנים את טיבו והתנהגותו של היצור המבוסס על שרשרת ה-DNA הזאת. זה, חשוב להזכיר, לא מדע בדיוני: זה קורה כבר היום. החומרים שמהם מורכב ה-‏DNA ‎‏  הם לא יקרים: אפשר לקנות בחנות הכימיקלים הקרובה בקבוק אבקה ‏של כל אחד מהם. להרכיב אותם יחד בתוך שרשרת מיקרוסקופית ארוכה זה קצת יותר קשה, אבל כבר קיימות כמה וכמה חברות ברחבי העולם שישמחו להרכיב עבורכם ‏DNA ‎‏  לפי בקשתכם. ‏שלחו קובץ טקסט שמכיל את רצף האותיות שאתה רוצה, וקבלו אותו בחזרה, מקודד בתוך שרשרת DNA.

אבל רק משום שאנחנו יכולים לעשות את זה, לא אומר שאנחנו יודעים מה אנחנו עושים. כל תינוק יכול להקליד רצפים אקראיים של 0 ו-1, אבל זה לא יהפוך פתאום לאפליקציית חיפוש חניה לאייפון. כדי ליצור "תוכנה" חדשה צריך לדעת לדבר בשפה של ה-DNA, וללחוץ על האפסים והאחדים הנכונים. וזה מסובך.

תוכלו לטעון מתוך ספריה גדולה של נתונים פיסות קוד DNA שה"תרגום" שלהן כבר ידוע, או את ה-DNA המלא של יצור כלשהו – ואז לחתוך, להוסיף, לשלב ולערבב ואז להדפיס.

נחזור לחברת Genome Compiler היא אמנם לא יוצרת יצורים חיים בעצמה, וגם לא מרכיבה את ה-DNA, אבל היא מייצרת את התוכנה שהופכת את העניין לפחות מסובך. המעבד של המחשב מבין רק אפסים ואחדים, אבל מעטים מאוד הם המתכנתים שיושבים כל היום מול מסך מלא ב-0 וב-1; הם עובדים עם שפות תכנות, אוסף של פקודות וסמלים שאותו אנחנו יכולים להבין. הגשר בין שפת התוכנה לבין שפת המחשב הוא הקומפיילר, הדבר שמתרגם את התוכנה ל-‏0001010110110101011011‏-ית, ולהיפך.

כך תדפיסו את ה-DNA בלי לזוז מהמחשב

ג'נום קומפיילר, כמשתמע משמה, עושה את אותו הדבר ל-DNA. באתר של החברה ניתן להוריד בחינם עורך DNA‏ ידידותי למשתמש. זה לא הופך את ההנדסה הגנטית לקלה, אבל הוא הופך אותה לנגישה באופן קצת מבהיל: תוכלו לטעון מתוך ספריה גדולה של נתונים פיסות קוד DNA שה"תרגום" שלהן כבר ידוע, או את ה-DNA המלא של יצור כלשהו – ואז לחתוך, להוסיף, לשלב ולערבב, הכל בממשק "גרור והפל" נח וידידותי.

כשהיצירה מוכנה, אפשר ללחוץ על "הדפס" – ולשלוח אותה אל אחת מאותן חברות שמייצרות DNA על פי דרישה. תקבלו הביתה מבחנה עם ‏DNA‏, שאותו אפשר להחדיר ל"מעבד" – חיידק כלשהו, ולראות מה יקרה. הנדסה גנטית מבלי לצאת מהבית.

DNA (צילום: Thinkstock)
תוכלו לטעון מתוך ספריה גדולה של נתונים פיסות קוד ואז לחתוך, להוסיף, לשלב ולערבב ואז להדפיס | צילום: Thinkstock

בשלב זה, כמובן, החלטתי לאגור קופסאות שימורים ואקדחים ולהקים מבצר על הגג, כי אפוקליפסת הזומבים בלי שום ספק בדרך. מילא המדענים נטולי המבטא, אבל המחשבה שכל אחד שיש לו מחשב, יוכל לתכנן וליצור יצורים חיים פרי דמיונו נשמעת כמו ערובה מוחלטת לסוף העולם.

כמה זה עולה?

דרורי הרגיע אותי: "אפילו עם הממשק, משחק בלגו המורכב מ-DNA הוא יותר מסובך מהקלדה עיוורת. ארגוני בריאות עולמיים מפקחים על כל הזמנה כדי לוודא שאף אחד לא ידפיס לעצמו נגיפי מחלות קטלניים. אבל אם זה לא מספיק, את היווצרותם של עקרבי-ענק וכרישי יבשה מהלכים מונע מחסום בלתי עביר אחד: זה פשוט יקר מדי.

ככל שתוכנה מורכבת ומשוכללת יותר, כך הקוד שלה ארוך יותר, ואותו הדבר נכון – בדרך כלל – גם לגבי DNA. הקוד של הווירוס בעל ה-‏DNA ‎‏  הקצר ביותר, אחד היצורים החיים הפשוטים ביותר שבנמצא, מורכב מכ-‏‏‏3,500 אותיות בלבד. הקוד של נגיף איידס מורכב מכ-9,000 אותיות, פחות ממה שנדרש כדי לקודד ‏שיר ‏קצר. לחיידק אופייני יש כ-5 מיליוני אותיות. בקוד גנטי של אדם – כ-6 מיליארד. (היחס הזה לא תמיד עקבי. לסוג מסוים של ‏אמבה ‏יש כ-670 מיליארד אותיות, יותר מפי מאה מלבני אדם, ואף אחד לא יודע למה).‏

אם אתם חושבים שדיו למדפסת נמכר במחירים שערורייתיים – המחיר של "הדפסת" DNA כיום הוא, עדיין, יקר עוד יותר. כיום המחיר הוא בערך שקל לאות. זה מאפשר להדפיס קטעי קוד קצרים או וירוסים, או אפילו חיידקים אם אתם ממש מתוקצבים היטב. אבל אם מישהו ירצה "להדפיס" קוד גנטי של אדם, זה יעלה לו כשני מיליארד דולר. שלא לדבר על העלויות המטורפות של הדפסת אמבות. קריאה של DNA אנושי במלואו נעשתה לראשונה בשנת 1995 וזה עלה 3 מיליארד דולר; כיום ניתן לעשות זאת בכאלף דולר.

אם ירידת מחירים כזאת תתרחש גם בתחום הכתיבה, ולא רק הקריאה, תוך עשרות שנים בודדות נוכל "להדפיס" חתולים, כלבים, דובי פנדה ובני אדם, ואפילו לשלב ביניהם. אולי תוכלו לבחור מספר עיניים, מספר רגליים, מספר כנפיים ואת צבע הפרווה, וליצור ‏לעצמכם חיית מחמד יצירתית כבקשתכם.‏

תמונת אילוסטרציה | למצולמים אין קשר לכתבה (צילום: Thinkstock)
אחד היצורים החיים הפשוטים ביותר מורכב מכ-‏‏‏3,500 אותיות בלבד, נגיף האיידס מורכב מ-9,000 | צילום: Thinkstock

אבל מה בינתיים? מה אשר לעשות עם הנדסה גנטית ברמה החד-תאית? הרבה מאוד, מתברר. אפשר לייצר כימיקלים חדשים, צמחים ותרופות: אינסולין, החומר החיוני לחולי סכרת, הופק בעבר מתמציות הלבלב של חזירים; זה היה מסובך, יקר מאוד לייצור, ולא נעים לחזירים. היום האינסולין מופק על ידי חיידקים שהונדסו גנטית למטרה זו בדיוק, והם עושים זאת בזול וללא מעורבות חזירית. הנדסה גנטית יכולה אפילו לייצר אנרגיה, משאב חשוב יותר ויותר בעולם שבו הדלק הולך ואוזל: יצורים חד-תאיים רבים מייצרים גזים (בניסוח פחות מנומס: מפליצים) ודלקים שניתן להשתמש בהם בהפקת אנרגיה. פלוצים של חיידקים הם אנרגיה נקיה ומתחדשת: שלא כמו הנפט והגז שבעמקי האדמה, הם לעולם לא ייגמרו. הם לא נמצאים בשימוש רחב כיוון שכיום, עדיין זול יותר לחפור את הדלקים שלנו מעמקי האדמה. אבל המחירים, כאמור, בירידה.

ואפשר גם ליצור שילובים שאולי לא ישנו את העולם, אבל הם יגרמו לו להיראות מגניב יותר. במעמקי הים אפשר למצוא חיידקים שזוהרים בחושך כמו גחליליות. אחד המשתמשים בתוכנה של ג'נום קומפיילר "גזר" את התכונה הזאת, והעביר אותה אל צמח. התוצאה היא DNA של צמח שזורח בחושך. אפשר יהיה להשתמש בעציץ כמנורת לילה. עכשיו כל מה שנדרש הוא כסף כדי להדפיס את ה-DNA וליצור אותו בפועל. בחודש הבא ייערך מבצע גיוס כספים כדי לממן את הפרויקט. לתורמים סכום נמוך מובטח בתמורה זרע של צמח זורח. לתורמים סכומים גבוהים מובטחת האפשרות ‏לקודד את שמם, או כל מסר ‏אחר שיבחרו, אל תוך ה-‏DNA ‎‏  של הצמח עצמו.‏ כי בני אדם יכולים לעשות דברים כאלה, מתברר.

>> בשבוע שעבר: כך אסטרואיד ישמיד את העולם (וכך אולי נינצל)

לכל כתבות המגזין