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Bernardo Almeida, Forscher bei der Firma InstaDeep, hat noch einen langen Weg vor sich, um die Spitze der Genetik zu erreichen, aber er hat bereits den ersten Schritt zu internationaler Anerkennung getan, indem er an der Universität Wien Techniken entwickelt hat, mit denen menschliche Zellen neu programmiert werden können Hilfe der Künstlichen Intelligenz. Neue Instrumente erleichtern die Behandlung genetisch bedingter Krankheiten, eröffnen aber auch den Weg zu fragwürdigen Lösungen wie der Wahl der Augenfarbe von Babys – oder noch futuristischeren Abweichungen wie der Entwicklung von Flügeln auf dem Rücken.

Bernardo Almeida hat an der Universität Wien ein Tool entwickelt, das dabei hilft, Gen-„Schalter“ zu lokalisieren und umzuschreiben.

TOMAS ALMEIDA

„Ich glaube, dass die Technologie scheinbar diese Art von Optionen ermöglicht, und dann liegt es an der Gesellschaft, den Regierungen und den Regulierungsbehörden, zu entscheiden, was möglich ist, was nicht möglich sein sollte, was akzeptabel ist oder nicht“, antwortet Bernardo Almeida. in einem Interview mit dem Podcast Futuro do Futuro.

Im Alter von 28 Jahren schließt sich Bernardo Almeida mit der an der Universität Wien durchgeführten Arbeit der Gruppe der „Hoffnungen“ der Nationalwissenschaft an – er lehnt jedoch die Möglichkeit einer Führung, bei der er mehr über die Wissenschaft erfahren kann, nicht ab Hauptmechanismen des menschlichen Genoms. Bei diesem Besuch kann jeder Laie den genetischen Code wiederentdecken, den jedes Lebewesen im Kern jeder Zelle trägt und der im abgewickelten Zustand eine über zwei Meter lange Doppelhelix entstehen lassen kann.

In dieser Doppelhelix verbinden sich die vier Nukleotide Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin (auch mit dem Akronym ACTG bezeichnet) zu einem unwiederholbaren Code, der etwa drei Milliarden Zeichen entspricht. Bernardo Almeida erinnert daran, dass nur 2 % des Genoms Gene betreffen, die dazu führen, dass Zellen je nach Standort oder Organ des Körpers, in dem sie sich befinden, unterschiedliche Funktionen übernehmen.

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Salome Rita

Die Zukunft der Zukunft

Bei den restlichen 98 % handelt es sich um sogenannte „Schalter“, die die Funktion haben, die Wirkung von Genen zu regulieren. Und hier kann künstliche Intelligenz Wissenschaftlern wie Bernardo Almeida dabei helfen, einen Unterschied zu machen.

Der junge Wissenschaftler aus Cascais erinnert sich, dass oft nicht bekannt ist, welche Schalter die einzelnen Gene regulieren – und in manchen Fällen kann der „Schalter“ „sein“ sein.„eine Million Buchstaben entfernt“ von dem Gen, das es reguliert, erklärt er in Anspielung auf die Codes, die im Genom gebildet werden und Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin kombinieren.

Auf die gleiche Weise, wie Sie damit Tools wie chatgpt erstellen können, die Statistiken verwenden, um die am besten geeigneten Wörter zum Schreiben eines Textes auszuwählen, ermöglichte die generative künstliche Intelligenz Bernardo Almeida nicht nur, die „Schalter“ schneller zu identifizieren, die die Aktivität von prägen verschiedene Gene, da es ermöglicht, die Genomsequenzen, die verändert werden sollen, neu zu schreiben, ein Gen zu verändern und schließlich eine Krankheit zu behandeln.

„Von dem Moment an, als das Modell erkannte, was ein molekularer „Schalter“ einer Hautzelle oder einer Muskelzelle ist, verwende ich dieses Modell, um neue Sequenzen zu schreiben, um neue Sequenzen zu entwerfen, die wir dann im Labor testen, um zu bestätigen, ob es sich um einen handelt „Zum Beispiel einen molekularen Schalter in der Haut oder Muskelzelle“, beschreibt der junge Wissenschaftler.

Durch diesen Prozess beschleunigt sich tendenziell die zelluläre Neuprogrammierung. Und das Wort Neuprogrammierung bezieht sich nicht nur auf die Transformation von Zellen, sondern auch auf die Tatsache, dass ein Großteil der Arbeit von Forschern wie Bernardo Almeida vor dem Computer ausgeführt wird, in einer ähnlichen Logik wie jemand, der Software programmiert .

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Genau diese Art von Arbeit wollte Bernardo Almeida veranschaulichen brachte das Geräusch von jemandem, der am Computer tippte als Reaktion auf die Herausforderungen, die sich in der Zukunft der Zukunft oft stellen. Für die zweite bildbezogene Herausforderung brachte der Forscher ein Bild mit einer Zeichenfolge mit, das nur einen Ausschnitt des Genoms darstellt – und das direkte Auswirkungen auf die Konfiguration des menschlichen Körpers hat.

Abschnitt des menschlichen Genoms, bestehend aus der Abfolge der Nukleotidinitialen Adenin, Cytosin, Thymin und Guanin

DR

Der erste öffentlich bekannte Fall einer zellulären Neuprogrammierung wurde mit der Ankündigung des chinesischen Wissenschaftlers kontrovers diskutiert Er Jiankui der behauptete, die Gene zweier Zwillingsbabys so verändert zu haben, dass sie gegen das HIV-Virus immun würden.

Der chinesische Wissenschaftler wäre zu einer Gefängnisstrafe von drei Jahren verurteilt worden, aber im Vereinigten Königreich wurde das Konzept der Zellbearbeitung kürzlich gesetzlich angewendet, um die Gene zu verändern, die den Krankheiten zugrunde liegen, die als Beta-Thalassämie und Sichelzellenanämie bekannt sind. . Bernardo Almeida erinnert sich, dass sich die Verfahren diesmal stark von denen in China im Jahr 2018 unterscheiden: „Es gab eine klinische Studie mit etwa 50 Patienten“ und „die Nebenwirkungen wurden einige Zeit lang analysiert“. „Es gab einen Nutzen, deshalb wurde es genehmigt“, beschreibt der Wissenschaftler.

Bernardo Almeida weist darauf hin, dass es möglich ist, Veränderungen an Zellen in bestimmten Organen zu begrenzen und sogar zu verhindern, dass transformierte Zellen erblich werden. Der Wissenschaftler weiß aber auch, dass die fortschreitende Entwicklung Auswirkungen auf gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Ebene haben wird. Die ersten genetischen Veränderungsbehandlungen gegen Beta-Thalassämie und Sichelzellenanämie kosteten zwei Millionen Euro pro Person.

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Es ist wahrscheinlich, dass diese Kosten eines Tages sinken werden, und dies könnte den Weg für eine personalisierte Medizin ebnen, die die spezifische DNA einer Person liest, um sie „mit ihrem Lebensstil und ihrer Krankheitsneigung in Verbindung zu bringen“ und wenn eine Krankheit entdeckt wird, zu wissen „ die Ursache, um sie beheben zu können“. Parallel zur Entwicklung der Medizin sei es möglich, dass „wirtschaftliche Unterschiede“ zwischen Menschen, die ihre Zellen umprogrammieren können oder nicht, erkennbar werden, räumt Bernardo Almeida ein.

Tiago Pereira Santos

TOMAS ALMEIDA

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Nina Weber
Nina Weber is a renowned Journalist, who worked for many German Newspaper's Tech coloumns like Die Zukunft, Handelsblatt. She is a contributing Journalist for futuriq.de. She works as a editor also as a fact checker for futuriq.de. Her Bachelor degree in Humanties with Major in Digital Anthropology gave her a solid background for journalism. Know more about her here.

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