DARPA plănuiește să scrie secvențe de ADN și ARN noi în interiorul celulelor vii folosind lumina

Agenția pentru Proiecte de Cercetare Avansată în Domeniul Apărării (DARPA) dezvoltă un program de biotehnologie menit să permită crearea de secvențe de ADN și ARN noi în interiorul celulelor vii, folosind lumina ca unic input.

Programul, denumit Optogenetică generativă (GO), este dezvoltat de Biroul pentru Tehnologii Biologice al DARPA.

În documente preliminare de solicitare găzduite de SAM.gov, DARPA descrie GO ca un efort de a permite „transferul de informații fără masă” al instrucțiunilor genetice și de a stabili o interfață directă între computere și celulele vii.

Această tehnologie ridică noi întrebări cu privire la modul în care ar putea fi transformată într-o armă.

O astfel de capacitate – care ar permite transmiterea la distanță a instrucțiunilor genetice, scrierea lor în interiorul celulelor și executarea acestora fără livrarea de material genetic fizic – se aliniază caracteristicilor asociate istoric cu tehnologiile biologice cu dublă utilizare, evaluate pentru un potențial militar.

Poate fi lumina transformată într-un mecanism de livrare pentru a influența biologia moleculară sau genetică umană fără contact fizic?

Dowload Darpa Sn 26 19, fișier PDF 1,79 MB

Scrierea secvențelor genetice fără livrarea materialului genetic

DARPA afirmă că sistemele biologice existente sunt limitate de dependența lor de șabloane genetice fizice și de mecanisme de livrare.

„Nicio tehnologie existentă nu permite transferul de informații fără masă pentru a transmite instrucțiuni genetice către celulele vii.”

Potrivit agenției, GO este conceput pentru a elimina această limitare, permițând ca informația genetică să fie transmisă optic și sintetizată intern de către celulă.

„GO își propune să creeze o mașină moleculară care poate fi exprimată în celule vii și să ofere un mecanism de transducere a informației genetice transmisă fără masă prin semnale optice în secvențe de acizi nucleici (ADN și/sau ARN).”

DARPA explică în continuare că această capacitate ar crea:
„O interfață directă între computerele utilizate pentru proiectarea secvențelor genetice și celulele vii care operează pe baza acelor secvențe.”

ADN și ARN scrise fără un șablon preexistent

Programul GO vizează în mod explicit sinteza fără șablon, o capacitate despre care DARPA notează că nu există în biologia celulară naturală.

„Niciunul dintre aceste procese nu este capabil de sinteză de novo, deoarece toate necesită un șablon de acid nucleic.”

GO urmărește să ocolească această cerință:

„GO își propune să dezvolte capacitatea de bază a NAC pentru sinteza ADN sau ARN fără șablon, astfel încât inputurile optice să dicteze secvența acidului nucleic produs de NAC într-o celulă vie.”

Această abordare ar permite celulelor să sintetizeze secvențe genetice fără a copia ADN sau ARN existent și fără a primi material genetic din exteriorul celulei.

Un „compilator de acizi nucleici” în interiorul celulelor vii

DARPA se referă la sistemul de bază ca la un Compilator de acid nucleic (NAC).

„Programul DARPA GO își propune să dezvolte un complex proteic, denumit aici compilator de acizi nucleici (NAC), care poate fi exprimat în interiorul celulelor vii.”

Țelul declarat al NAC este de a permite unui utilizator final să:

„Programeze instrucțiuni genetice în acele celule, fără șablon, folosind exclusiv lumina pentru a transfera informația genetică către celule.”

DARPA descrie această tehnologie ca făcând posibilă programarea genetică cu caracteristici asociate de obicei sistemelor digitale.

Rezoluție la nivel de celulă unică și rescriere genetică secvențială

Potrivit DARPA, tehnologiile GO sunt concepute pentru a funcționa cu un control extrem de precis asupra locului și momentului în care sunt scrise instrucțiunile genetice.

„Tehnologia dezvoltată în cadrul GO va permite un control fără precedent asupra comportamentului celular, facilitând programarea genetică cu rezoluție spațială la nivel de celulă unică, precizie temporală pentru livrarea secvențială a diferitelor mesaje către o celulă și diseminarea la distanță, scalabilă, a instrucțiunilor genetice.”

DARPA solicită, de asemenea, ca sistemele dezvoltate în cadrul GO să fie capabile să scrie în mod repetat noi secvențe genetice în aceeași celulă.

„Tehnologiile de succes dezvoltate în cadrul GO ar fi necesar să faciliteze transmiterea secvențială, cu latență redusă, a mai multor secvențe genetice către aceeași celulă.”

Programul specifică o fereastră de resetare:

„Mai puțin de 1 oră pentru resetarea sistemului GO între evenimentele de scriere.”

Secvențe complete, la scară de genă, scrise in vivo

Etapele stabilite de DARPA impun sinteza unor secvențe genetice complete și funcționale în interiorul celulelor vii.

„În cele din urmă, performerii GO vor dezvolta și demonstra un NAC capabil să sintetizeze secvențe complete de acizi nucleici cu lungimi între 3 și 6 kb in vivo (adică în interiorul unei celule vii).”

DARPA specifică faptul că aceste secvențe ar urma să fie capabile să influențeze comportamentul celular:

„Secvențe lungi de acizi nucleici codanți care servesc la modularea funcției celulare.”

Reducerea erorilor este opțională

În ciuda complexității și lungimii secvențelor implicate, DARPA nu impune corectarea erorilor ca o capacitate de bază.

„Obiectiv de cercetare 2 (RO2): Reducerea erorilor – OPȚIONAL.”

DARPA recunoaște că ratele de eroare cresc odată cu lungimea secvenței:

„Creșterea lungimii secvenței va crește probabilitatea ca secvențele sintetice să conțină erori.”

Agenția indică faptul că reducerea randamentului cauzată de filtrarea erorilor poate fi compensată prin creșterea nivelului de exprimare a sistemului.

„Orice reducere a randamentului ar putea fi depășită prin creșterea nivelului de exprimare a proteinelor NAC în structura celulară.”

Încadrarea în securitatea națională și contextul de implementare

DARPA plasează GO într-un cadru de securitate națională, nu într-unul pur biomedical.

„ADN-ul și ARN-ul sintetice sunt molecule esențiale pentru tehnologii care abordează provocări critice globale și de securitate națională.”

Agenția face, de asemenea, referire la medii operaționale în care livrarea fizică a materialelor biologice este considerată nepractică.

„Reducerea dependenței de rețele fragile de aprovizionare care devin nesustenabile pentru operațiuni pe distanțe lungi.”

GO este descris ca permițând transmiterea capacităților genetice, nu transportul acestora.

Concluzie

Programul de Optogenetică generativă al DARPA descrie un sistem în care secvențele genetice sunt proiectate digital, transmise optic și sintetizate în interiorul celulelor vii fără livrarea de ADN sau ARN.

Programul este dezvoltat sub un mandat de securitate națională, cu accent pe operare la distanță, scalabilitate și reducerea dependenței de logistică fizică.

Documentele DARPA prezintă GO ca o capacitate de securitate națională pentru transmiterea și executarea la distanță a instrucțiunilor genetice în interiorul celulelor vii, o clasă de tehnologii care a fost asociată în mod tradițional cu discuțiile privind riscurile biologice cu dublă utilizare.

Citiți și:
Apel disperat al medicilor. Opriți extinderea tehnologiei ARNm la vaccinuri! Risc de deteriorare genetică
După vaccinarea cu ARNm urmează reeducarea genetică a sistemului imunitar

 

yogaesoteric
19 ianuarie 2026

 

Also available in: English