המהפכה הביולוגית השקטה - לתכנת את הטבע למעננו
ישראל יכולה להוביל את תחום הביולוגיה הסינתטית עם השילוב של מוסדות מחקר מובילים, סטארטאפים פורצי דרך ומדיניות ממשלתית תומכת
בעשור האחרון מתרחשת מהפכה שקטה אך מרחיקת לכת במעבדות מחקר, באוניברסיטאות ובסטארטאפים ברחבי העולם - המהפכה הביולוגית. מדובר בפריצת דרך שמערערת את הגבולות שבין מה שאנו מכירים כטבעי לבין מה שנחשב למלאכותי, ובין מה שנחשב לבלתי אפשרי למה שיהפוך בקרוב ליום-יומי. אם מהפכת הבינה המלאכותית כבשה את הכותרות, והמהפכה הירוקה את המודעות הסביבתית, הרי שהמהפכה הביולוגית נבנית מתחת לפני השטח. היא לא פחות דרמטית, רק הרבה פחות מדוברת, כרגע.
ביולוגיה סינתטית היא תחום מחקר ופיתוח שבו מתייחסים לדנ"א (או חומר גנטי) לא רק כחומר תורשתי, אלא כקוד תכנות. כמו שמתכנתים אפליקציה או אתר, כך ניתן "לתכנת" יצורים חיים ולגרום להם לבצע פעולות חדשות: לייצר תרופה, לפרק פסולת, לזהור בחושך, או לייצר חלבון שלא קיים בטבע. למשל: במקום לייצר תרופה במפעל - מפתחים צמח שיפיק אותה בעליו. במקום תולעת משי - שמרים מהונדסים שמייצרים סיבי משי. במקום לכרות חומרי גלם מהאדמה - לתכנן תאים שיפיקו אותם לפי דרישה. המטרה איננה רק לחקות את מה שהטבע עושה, אלא להרחיב אותו, לדייק אותו, ולעשות אותו נגיש הרבה יותר.
פיתוחים בתחום הזה כבר מזמן לא נשארים בגבולות הפיפטה והצלחת. בשנים האחרונות בלבד פותחו חיידקים מהונדסים שמזהים ומפרקים רעלים, תאים מתוכנתים לייצר צבעים, חומרי גלם פלסטיים שמבוססים על סוכרים טבעיים, ואפילו תחליפי מזון כמו חלבונים דמויי בשר, חלב או ביצים, שמיוצרים כולם ללא מעורבות בעלי חיים. בתחום התעשייתי – תכנון גנטי מותאם אישית וביטוי מדויק של חלבונים הפכו את ייצור האנזימים למהיר, יעיל וזול יותר. מדובר במרכיבים הכרחיים בכל תהליך תעשייתי מודרני, מכביסה ועד תרופות, ממזון ועד אנרגיה.
הביולוגיה הסינתטית מתקדמת בקצב מהיר, אבל היא עדיין רחוקה מלהיות מדע מדויק. אנחנו יודעים לקרוא ולכתוב גנים, אך לא באמת מבינים את כל ההשלכות של שינוי גנטי מסוים. התהליכים שמתרחשים בתוך התא, החל מהעתקה של הדנ"א, דרך התרגום שלו לחלבונים, וכלה בתפקוד של אותם חלבונים, מושפעים מאלפי גורמים, רובם עדיין לא מובנים או ניתנים לחיזוי. זו הסיבה שחברות רבות, גם המובילות ביותר, עדיין מתבססות על ניסוי וטעייה. זה יקר, איטי ולא תמיד מצליח. לא פעם, פרויקט שנתקע במשך שנתיים מצליח להמריא רק אחרי שימוש בכלים חדשים לתכנון גנים, כמו כלים מבוססי אלגוריתמים ובינה מלאכותית.
דווקא כאן יש לישראל יתרון יוצא דופן. החיבור בין מחקר מדעי מהשורה הראשונה, שמתנהל במכון ויצמן, הטכניון, האוניברסיטה העברית ואוניברסיטת תל אביב, לבין תרבות יזמית נועזת ויכולות טכנולוגיות מתקדמות, יצרו כאן שילוב נדיר. לא מעט סטארטאפים ישראליים כבר עובדים על פתרונות מתקדמים לתכנון DNA, לבניית תאים מהונדסים או לשיפור תהליכים תעשייתיים מבוססי ביולוגיה. מעבר לכך, האקוסיסטם המקומי מעודד שיתוף פעולה חוצה תחומים. מהנדסים שגדלו גם על מתמטיקה ומדעי המחשב וגם על ביולוגיה יודעים היום לתכנן אלגוריתמים שמסייעים לתכנן חלבונים, לשפר ייצור בתא, או לחזות מבנים תלת-מימדיים של מולקולות ביולוגיות.
מי שמסתכל על מגמות עתיד, רואה את הביולוגיה הסינתטית כעמוד תווך של כלכלה חדשה: תרופות מותאמות אישית, מזון פונקציונלי, חקלאות נקייה, חומרים מתכלים, אנרגיה ירוקה. כדי להגיע לשם, מדינות צריכות להשקיע כבר היום במחקר יישומי, במעבדות מתקדמות, בקידום יזמות ובהכשרת הדור הבא של החוקרים. לשמחתנו, רשות החדשנות כבר זיהתה את הפוטנציאל ומקדמת כאסטרטגיה לאומית את תחום הביו-קונברג'נס, שהוא נקודת המפגש בין ביולוגיה, הנדסה ומדעי המחשב. אך מדובר רק בתחילתה של הדרך. כדי להוביל ולא רק להשתתף, ישראל חייבת להרחיב את ההשקעה ולבנות תשתית עמוקה שתתמוך בצמיחה של התחום.
עולם שבו נוכל לתכנת תאים כמו שאנחנו מתכנתים תוכנה כבר איננו מדע בדיוני. מדובר בסטנדרט המתהווה של פיתוח טכנולוגי. ישראל, אם תבחר בכך, יכולה להוביל את המהפכה הזאת, ולא רק לעקוב אחריה. אם נבין את הפוטנציאל, נשקיע נכון ונאפשר ליזמים ולחוקרים לפרוץ קדימה, נגלה שהביולוגיה הסינתטית היא לא רק מהפכה מדעית, אלא מנוע צמיחה כלכלי, סביבתי וחברתי בקנה מידה של מדינה שלמה.
ערן מילר הוא מהמייסדים וסמנכ"ל פיתוח עסקי של חברת הביולוגיה הסינתטית MNDL Bio
