Tienduizend jaar lang mixten we genen door te kweken en te fokken.
Zo creëerden we betere soorten.
Veertig jaar geleden kregen we eindelijk rechtstreeks toegang...
...tot de genetische code, oftewel desoxyribonucleïnezuur, DNA.
Sindsdien kunnen we DNA knippen en plakken.
Maken we op grote schaal kopieën van onderdelen.
Lezen we de code af.
Printen we die letter voor letter uit.
Modelleren we de strengen met computers.
En meten we ze met een microscoop.
Al veertig jaar noemen we dit: genetische modificatie.
Maar het punt is: al weten we intussen veel over genetica...
...en al kunnen we uitstekend DNA knippen en plakken...
...van echt genetisch ontwerpen was tot op heden amper sprake.
Ingenieurs hadden het namelijk niet zo op genetica en moleculaire biologie.
Experimenten met DNA vonden ze te tijdrovend, te ingewikkeld...
...en er waren amper herkenbare basisonderdelen.
Ingenieurs doen bij voorkeur wat ze al doen sinds het stenen tijdperk...
...het verzamelen, verfijnen en herontwerpen van de natuur...
...waardoor het makkelijker wordt om nieuwe en vooral ook betrouwbare dingen te maken.
Sinds kort benaderen ingenieurs DNA als een programmeertaal.
Met in plaats van nullen en enen, de A's, T's, G's en C's als codetaal.
Ze willen met DNA simpele, lego-achtige stukjes software bouwen...
...geïnspireerd op, maar niet aanwezig in de natuur.
Software die gelezen kan worden door een cel in plaats van een computer.
Deze cel vermenigvuldigt zich en maakt zo dus ook nog zijn eigen hardware.
Genetisch modificeren met genetisch ontwerpen...
...noemen we synthetische biologie.
Tegenwoordig knip je geen stukjes DNA meer uit het ene organisme...
...om het in een ander te plakken...
...je tikt gewoon, als je weet wat je nodig hebt...
...de gewenste DNA-volgorde in op een computer...
...of kopieert hem uit een database.
Of je kiest hem uit een groeiende catalogus met onderdelen.
Heb je je keuze gemaakt, dan bestel je het stukje DNA vervolgens gewoon via internet.
Ja, echt waar.
De beoogde combinatie van de DNA-letters kun je kopiëren uit de natuur...
...maar het DNA zelf komt tegenwoordig direct uit een machine. Het is kunstmatig.
De grondstof voor DNA is suiker. Voor 25 euro heb je genoeg...
...om een DNA-kopie van alle mensen op deze planeet te maken.
Stel je een DNA-inkjetprinter voor met de chemische stofjes A, G, T en C als letters.
Via een computer voer je een bepaalde genencode in...
...en de printer maakt vervolgens het gewenste stukje DNA.
En dat voor minder dan 20 cent per letter. En het wordt goedkoper.
Daarna wordt het DNA, gevriesdroogd en wel, per post opgestuurd.
Ingenieurs hebben inmiddels al een vrij toegankelijke catalogus gemaakt...
...met duizenden standaard-DNA-stukjes, zogenaamde BioBricks.
Op een jaarlijkse competitie bouwen studenten...
...van universiteiten over de hele wereld aan nieuwe en complexere BioBricks.
Ze gebruiken de E. coli-darmbacterie als basiscel...
...die voor vertaling en uitvoering van de BioBricks zorgt.
Natuurlijk, het zijn nog maar vingeroefeningen, met minimaal budget...
...maar de resultaten zijn indrukwekkend.
E. chromi bijvoorbeeld, dat is een E. colibacterie, die zo geprogrammeerd is...
...dat hij kleurt als hij een bepaalde milieuvervuilende stof detecteert.
De kleur hangt af van de concentratie van de vervuiling.
Of E. coliroid, een bacterie die naar wens aan- en uitgeschakeld kan worden...
...met rood licht, en werkt als een soort polaroidcamera...
...gemaakt door universiteiten van Texas en San Francisco.
Onderzoeksgroepen met meer tijd en meer geld...
...zijn zelfs bezig hele DNA-codes te herschrijven.
Ze noemen dit 'refactoring', een term uit de computerwereld.
Het team van Jay Keasling, een chemisch en biologisch ingenieur...
...aan de universiteit van Berkeley, heeft een stuk DNA-software ontworpen...
...met tien genen uit drie organismen en die in een gistcel ingebouwd.
De bedoeling is dat deze gistcellen...
...het antimalariamedicijn artemisinine gaan maken.
Als het lukt, is het middel goedkoop genoeg...
...om 200 miljoen malariapatiënten per jaar te behandelen.
Craig Venter, een pionier in biotechnologie, is nog verder gegaan.
Zijn team verving het volledige DNA van een bacterie...
...door een kunstmatige kopie van het DNA...
...van een andere natuurlijk voorkomende soort...
...met een paar toevoegingen met een knipoog, zoals hun e-mailadres.
Het ging hem hierbij niet zozeer om zelf leven te creëren...
...maar om uit te vinden...
...hoe herprogrammeerbaar een bacteriecel nu eigenlijk is.
En dat is een belangrijke stap...
...als we biologische celfabriekjes willen ontwikkelen...
...die van alles en nog wat voor ons kunnen maken.
Denk aan vaccins, medicijnen, voedsel of zelfs brandstof.
De afgelopen tienduizend jaar bracht de genetica ons...
...van het verzamelen van zaden naar het modificeren van DNA.
En het werk van ingenieurs bracht ons van rotsen en grotten...
...naar zakcomputers en wolkenkrabbers.
We kunnen slechts gissen naar wat de combinatie van de twee...
...synthetische biologie, ons in de toekomst gaat brengen.
Maar de mogelijkheden lijken ongekend.
Omgebouwde algen bijvoorbeeld, die het broeikasgas CO2 opeten...
...en zelf een minder vervuilende biobrandstof produceren.
En misschien zijn in de toekomst lever- en niertransplantaties niet meer nodig...
...en gebruiken we een zelfgroeiende, biologische zuiveringszeef.
Alles zou kunnen veranderen, van de manier waarop we nu bouwen...
...de architectuur, stedenbouw tot bosbouw en zelfs tuinieren.
Stel dat we zaadjes kunnen laten uitgroeien tot een huis.
Misschien kunnen we zelfs de nu dode planeet Mars...
...nieuw leven inblazen met terravorming.
Tot die tijd zal synthetische biologie zich stap voor stap blijven ontwikkelen.
Volgens synthetisch bioloog en civiel ingenieur Drew Endy: Testen van je kennis...
...gaat het snelste door zelf te bouwen.
Dat laat zien wat je weet en niet weet.
Synthetische biologie laat nu al haar meerwaarde zien...
...door kennis en begrip te ontwikkelen over de werking van de cel.