Medan tekniken ensam inte har utvecklats så snabbt som vi ville, befinner vi oss nu på ett vägkorsning där vi måste utforska teknikens konvergens. Hur bestäms vad som händer inom robotik av vad som händer inom området 3D-utskrift? Vad kan uppnås genom att tillämpa de senaste framstegen inom kvantberäkning på nanoteknologi? Bland alla dessa linjer finns det en särskilt nyfiken korsning: artificiell intelligens och genomik. Var och en av dessa områden gör stadiga framsteg, men Jamie Metzel tror att det är deras konvergens som kommer att föra oss närmare de outforskade territorierna som vi drömt om att läsa science fiction. "Dragkampen börjar, och det kommer att vara en tävling mellan verkligheten i vår biologi, med dess inbyggda begränsningar och omfattningen av våra ambitioner," säger han.
Metzel är en ledamot vid Atlantic Council. Förra veckan talade han om sina tankar om genomik och AI, och var deras konvergens kommer att ta oss.
Det liv vi är vana vid
Metzel förklarar att genomik som fält har utvecklats långsamt - men snabbt fått fart. 1953 identifierade James Watson och Francis Crick strukturen för DNA-dubbelhelixen och insåg att basparbeställningen innehåller en skattkista av genetisk information. Det var livets bok, vi hittade den.
2003, när det mänskliga genomprojektet slutfördes (efter 13 år och 2,7 miljarder dollar använt), fick vi veta att genomet består av 3 miljarder baspar och placeringen av specifika gener på våra kromosomer. Livets bok fanns inte bara - den kunde läsas.
Femton år senare - 2018 - har vi redan behärskat färdigheterna för att exakt redigera generna för växter, djur och människor. Allt förändras snabbt och driver oss till nya gränser. Glöm att läsa livets bok - vi lär oss att skriva den.
"Läs, skriv och hacka - det är uppenbart att människor bara är en annan form av informationsteknologi, och eftersom vår informationsteknologi har gått in i en exponentiell upptäcktskurva, så kommer vi att gå in i oss själva," säger Metzel. "Och det skär varandra med AI-revolutionen."
Kampanjvideo:
Life Science Plus Machine Learning
2016 slog DeepMinds AlphaGo-program världens bästa go-spelare. Under 2017 dök AlphaGo Zero ut: till skillnad från AlphaGo lärde AlphaGo Zero inte från tidigare go-spel, utan helt enkelt lärt sig reglerna för go-spelet - och slå AlphaGo-programmet på fyra dagar.
Vår egen biologi är verkligen mycket mer komplex än Go-spelet, och det är där vi bör börja. "Systemet för vår egen biologi som vi försöker förstå är massivt, men ännu viktigare, förståeligt."
Ta standardreglerna för vår biologi, data från genomet - och till slut kan du till och med överträffa naturen själv.
Många länder börjar redan producera sådan information. Den brittiska nationella hälsovården tillkännagav nyligen en plan för att sekvensera genomerna på fem miljoner briter under de kommande fem åren. I USA ordnar All of Us-forskningsprogrammet en miljon amerikaner. Kina är ännu mer aggressivt när det gäller att sekvensbestämma sin befolkning och har ett mål att sekvensbestämma hälften av alla nyfödda år 2020.
"Vi kommer att ha massiva pooler av sekvenserade genomiska data", säger Metzel. "Den verkliga upptäckten kommer från att jämföra de sekvenserade genomerna hos människor med sina elektroniska medicinska journaler och i slutändan med deras livsposter."
Att få människor att frivilligt dela sina uppgifter är en annan sak. Men det är här bristen på starka integritetsskydd i Kina kan vara en betydande fördel.
För att jämföra genotyper och fenotyper i skala - först miljoner, sedan hundratals miljoner, sedan miljarder - enligt Metzel kommer vi att behöva artificiell intelligens och big data-analysverktyg, såväl som algoritmer som är mycket överlägsna de vi känner. Dessa verktyg gör det möjligt för oss att gå från precisionsmedicin till prediktiv medicin, så att vi vet exakt var och när olika sjukdomar är redo att uppstå, och stoppa deras förekomst.
Men när vi låser upp vår egen genetik blir det inte bara och inte så mycket hälsovård. I slutändan handlar det om vem och vad vi är - människor. Det handlar om identitet.
Designerbarn och deras barn
Enligt Metzel kommer den allvarligaste tillämpningen av vår genomiska kunskap att vara i embryoavel.
För närvarande tillåter in vitro-befruktningsförfaranden (IVF) förfaranden att extrahera cirka 15 ägg, gödsla dem och sedan utföra genetiska tester innan implantation; just nu kan du ta reda på hur sjukdomar som är förknippade med en mutation av en gen ser ut och enkla funktioner som hår eller ögonfärg. När vi kommer till miljoner, och sedan miljarder, människor med sekvensbestämda genom, får vi insikt i hur skalgenetik fungerar och kan göra mer informerade val.
Tänk dig att besöka en fertilitetsklinik 2023. Du ger en bit hud eller ett blodprov, och genom användning av in vitro gametogenesis (IVG) blir din hud eller blodceller ägg eller spermier, även om du är infertil, som senare kan kombineras till embryon. Tiotus av hundratals embryon som skapats från konstgjorda gameter donerar flera celler, varefter dessa celler sekvenseras. Gensekvenserna berättar om sannolikheten för vissa egenskaper och sjukdomar. "När den genetiska basen finns överallt kommer vi att kunna förstå med en allt högre grad av noggrannhet hur friskt ett barn kommer att växa upp."
Detta, enligt hans åsikt, kan leda till vilda och skrämmande konsekvenser: om du tar 1000 ägg och väljer ett med de optimala genetiska sekvenserna, kan du sedan "gifta dig" ditt embryo med någon annan som har gjort liknande saker på en annan genetisk linje. "Ditt 5 dagar gamla embryo och det främmande 5 dagar gamla embryot kommer att få ett barn i IVG-processen," säger Metzel. "Då kommer barnet att få ett barn med ytterligare fem dagar gammalt embryo från en annan genetisk linje, och du kan fortsätta och fortsätta."
Låter galen, eller hur? Men vänta, det är inte allt. Som Jason Pontin berättade för Wired i år, "Genredigeringsteknologier som CRISPR-Cas9 kommer att göra det relativt enkelt att reparera, lägga till eller ta bort gener under IVG, eliminera sjukdomar eller göra förbättringar som kraschar genom ett barns genom. Allt detta kan låta som science fiction, men för dem som följer forskningen verkar kombinationen av genredigering och IVG vara mer än bara en sannolik - en oundviklig utveckling."
Allt galen är enkelt
Efter att ha gått i den hala lutningen för genredigering och embryo-parning kommer vi att inleda en dystopisk ras för att skapa en perfekt människa. Om någon lägger så mycket tid och ansträngning på att välja sina embryon, frågar Metzel, hur kommer han att välja en äktenskapspartner till sina barn? IVG tillåter honom att påskynda utvecklingen.
”Vi måste alla vara en del av en inkluderande, integrerad, global dialog om vår art,” säger Metzel. "Vårdpersonal kommer att vara viktiga noder i detta." Sist men inte minst kan denna dialog väcka frågan om tillgång till teknik som IVG; Bör vi vidta några åtgärder så att IVG inte går från att vara ett verktyg för en rik minoritet till ett verktyg för en ännu rikare och mer minoritet, och därmed vika ojämlikhet och ytterligare polarisera samhället?
Som Pontin konstaterar förorsakade IVG för 40 år sedan också rädsla, förvirring och motstånd - och idag är in vitro-befruktning lika normal och utbredd som de miljoner friska spädbarn som skapats med denna teknik.
Ilya Khel
