Prinsip-prinsip genetika dalam konteks penyakit umum

Sejarah genetika manusia, dan khususnya kedokteran genetika, sebagian besar merupakan sejarah yang dibangun atas analisis karakter gen tunggal. Sejarah tersebut telah memengaruhi pemikiran dalam komunitas perawatan kesehatan dan genetika tentang mekanisme genetika dan molekuler, tentang penyakit, serta tentang pendidikan dan konseling. Namun, kini, meningkatnya kemampuan untuk mengidentifikasi variasi genetika yang terkait dengan penyakit umum dan kompleks menantang komunitas untuk membangun sejarah tersebut dan menyempurnakan serta memperluas wawasan tradisional dengan cara yang terus meningkatkan hasil bagi pasien dan keluarga serta membantu menunjukkan manfaat perspektif genetika untuk semua perawatan kesehatan. Prinsip-prinsip berikut, yang harus selalu menjadi pekerjaan yang sedang berlangsung, dimaksudkan untuk memandu upaya pendidikan yang membahas perluasan genetika ke ranah penyakit kompleks umum.

 

Prinsip Genetika dalam Konteks Penyakit Umum

 

• Penyakit merupakan produk sampingan dari variasi genetik yang diperlukan untuk kelangsungan hidup spesies kita. Seperti halnya pada semua spesies, beberapa variasi merugikan bagi beberapa individu di beberapa lingkungan. Pada manusia, variasi yang tidak adaptif tersebut menjadi perhatian kita sebagai penyakit. Kesuburan manusia mungkin serendah 25 %, yang berarti bahwa sebagian besar penyakit manusia terjadi di dalam rahim. Oleh karena itu, banyak variasi yang tidak adaptif tidak pernah menjadi perhatian kita, karena tidak bertahan dari kerasnya seleksi intrauterin.

 

• Potensi variasi (mutasi) di bagian mana pun dari genom manusia merupakan penyebab sebagian besar variasi biologis manusia dan keragaman besar dalam ekspresi penyakit.

 

• Meskipun penyakit merupakan fungsi dari proses evolusi, evolusi merupakan fenomena spesies, bukan individu. Tanda keberhasilannya adalah populasi yang bereproduksi yang individu-individunya hanya penting dalam memenuhi keharusan evolusi.

 

• Penyakit kompleks bersifat non-mendelian; penyakit tersebut mungkin menunjukkan pengelompokan familial, tetapi tidak ada segregasi yang jelas. Pemisahan fenotipe merupakan perbedaan utama antara kelainan gen tunggal dan penyakit kompleks: meskipun gen penyakit kompleks terpisah, fenotipenya tidak.

 

• Sebutan "penyakit kompleks" lebih informatif daripada sebutan tradisional "multifaktorial," karena istilah yang terakhir berfokus pada gen agen penyebab dan lingkungan - tetapi tidak pada mekanisme. Istilah "kompleks" mengharuskan seseorang untuk berpikir tidak hanya tentang agen penyebab tetapi juga tentang mekanisme fisiologis, termasuk proses homeostatis, perkembangan, dan evolusi.

 

• Penyakit kompleks umumnya lebih sering terjadi daripada kelainan gen tunggal. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh frekuensi penyakit sel sabit (sekitar 1 dari 400 orang Afrika-Amerika), kriteria tersebut tidak selalu mendefinisikan penyakit kompleks. Frekuensi kelainan gen tunggal yang meningkat umumnya disebabkan oleh pergeseran genetik atau keuntungan selektif.

 

• Baik kelainan gen tunggal maupun penyakit kompleks dicirikan oleh berbagai faktor genetik, perkembangan, dan lingkungan. Namun, pada kelainan gen tunggal, satu gen memiliki efek yang jelas dalam menghasilkan fenotipe yang dimaksud.

 

• Penyakit kompleks seperti kanker, penyakit jantung, diabetes, dan penyakit mental merupakan kontributor utama morbiditas dan mortalitas di negara maju dan berkembang. Gangguan gen tunggal jarang terjadi secara individual (umumnya), dan bahkan secara agregat merupakan beban penyakit dan kematian yang jauh lebih kecil daripada penyakit kompleks.

 

• Jika frekuensi yang tinggi umumnya menandakan adanya penyakit kompleks, apakah infeksi termasuk dalam kategori ini? Meskipun kebanyakan orang, termasuk sebagian besar profesional kesehatan, mungkin tidak segera mengenali dasar genetik untuk infeksi, ada banyak bukti bahwa genotipe dapat memengaruhi kerentanan dan resistensi terhadap infeksi. Mengingat bahwa infeksi merupakan konsekuensi dari kontes antara dua genotipe, dengan peluang untuk variasi di keduanya, infeksi tersebut menyerupai semua penyakit lain dalam potensi kerentanan dan resistensi.

 

• Karena efek satu gen yang meluas, gangguan gen tunggal dapat diekspresikan terlepas dari lingkungan, baik seluler maupun eksternal. Yang lain memerlukan rangsangan khusus, misalnya, fenilalanin dalam PKU, atau banyak agen untuk anemia hemolitik defisiensi G6PD. Sebaliknya, pada penyakit kompleks, ekspresi yang diharapkan dipengaruhi oleh produk dari beberapa gen yang berinteraksi dengan faktor lingkungan selama perkembangan, pematangan, dan penuaan.

 

• Penyakit kompleks berbeda dari kelainan gen tunggal secara kuantitatif karena beberapa produk gen bergabung untuk menghasilkan fenotipe pada penyakit kompleks. Pada penyakit kompleks, produk dari satu lokus mengesampingkan efek produk dari lokus lain. Modifikasi gen dan heterogenitas genetik membuat kelainan gen tunggal menjadi kompleks dengan sendirinya, tetapi tidak beraneka ragam seperti penyakit yang melibatkan beberapa gen dan beberapa variabel lingkungan.

 

• Meskipun penyakit gen tunggal dan kompleks berbeda secara kuantitatif sepanjang kontinum, keduanya tidak berbeda secara kualitatif; hubungan antara gen, protein, dan proses biologis sama pada kedua jenis penyakit.

 

• Pada kelainan gen tunggal, sering kali lebih mudah untuk membedakan hubungan antara gen dan fenotipe, dan kita mengetahui detail hubungan tersebut untuk banyak kelainan tersebut. Hubungan antara gen, produk gen, dan fenotipe kurang mudah dibedakan pada kelainan kompleks, dan kita hanya mengetahui sedikit detail untuk beberapa penyakit tersebut. • Penetrasi yang berkurang adalah aturan untuk penyakit kompleks, yaitu, penyakit tidak selalu diekspresikan bahkan di hadapan gen terkait. Namun, gagasan penetrasi itu sendiri akan kurang berguna saat kita mempelajari lebih lanjut tentang gen, produk gen, dan mekanisme homeostatis yang mendasari penyakit tertentu.

 

• Variasi yang terkait dengan penyakit umum dan kompleks terjadi pada gen polimorfik, yang kemungkinan besar lebih tua, dalam istilah evolusi, daripada yang terkait dengan kelainan gen tunggal yang lebih langka. Penelitian dalam biologi molekuler menunjukkan konservasi evolusi gen penting, misalnya, yang terkait dengan perkembangan. Pemahaman tentang konservasi evolusi membantu kita memahami kendala pada perkembangan manusia.

 

• Kelainan gen tunggal umumnya mengganggu homeostasis secara signifikan di awal perkembangan dan, oleh karena itu, sering kali berada di bawah tekanan selektif yang berat. Penyakit kompleks juga mengganggu homeostasis secara signifikan, tetapi efeknya lebih bertahap, sering kali berpuncak pada timbulnya di kemudian hari, terkadang setelah individu yang terkena telah bereproduksi. Oleh karena itu, penyakit kompleks umumnya berada di bawah tekanan selektif yang tidak terlalu berat, meskipun asal-usul penyakit kompleks pada individu mana pun mungkin memiliki sejarah yang sangat panjang, bahkan sejak kehidupan intrauterin.

 

• Perbedaan paling menonjol antara kelainan gen tunggal dan kompleks adalah sejauh mana produk gen tunggal mengganggu homeostasis. Jika suatu produk gen sangat kurang atau tidak berfungsi sehingga menyebabkan kerusakan parah pada sistem tempat produk tersebut berfungsi, penyakit tersebut umumnya jarang terjadi. Selain itu, penyakit tersebut hampir selalu muncul lebih awal dan akan resistan terhadap upaya untuk memberikan pengobatan khusus atau bahkan penanganan. Di sisi lain, pertimbangkan suatu produk gen yang menjalankan fungsinya secara memadai dalam beberapa atau bahkan sebagian besar keadaan, tetapi gagal ketika produk gen lain yang terintegrasi dengannya gagal berfungsi. Penyakit yang dihasilkan akan lebih sering terjadi, kemungkinan akan muncul kemudian, dan kemungkinan akan lebih dapat diobati. Perbedaannya terletak pada tingkat kerusakan homeostatis. Seorang ahli biologi populasi mungkin mengatakan ada perbedaan dalam tekanan seleksi. Lebih jauh, seorang ahli biologi populasi mungkin mengatakan bahwa hubungan antara peningkatan frekuensi dengan munculnya penyakit di kemudian hari merupakan bukti penurunan bobot kontribusi genetik terhadap penyakit seiring bertambahnya usia.

 

• Gangguan umum umumnya lebih dapat diobati daripada gangguan gen tunggal. Pada gangguan gen tunggal, kerusakan sering terjadi di awal perkembangan dan sering kali resistan karena tingkat keparahan dan meluasnya efeknya. Meskipun dampak penyakit umum sering kali cukup parah, penyakit tersebut umumnya berkembang secara bertahap, sepanjang rentang hidup, sering kali muncul pada usia paruh baya. Praktisi sering kali dapat memperbaiki gejala dengan memodifikasi faktor lingkungan yang berkontribusi, misalnya, melalui pola makan, olahraga, pengobatan, atau konseling. Beberapa penyakit umum juga dapat ditangani sejak dini, seperti pengangkatan lesi prakanker.

 

• Kita sering mendengar atau membaca frasa, "interaksi gen-lingkungan." Mengingat bahwa gen memberikan pengaruhnya hanya melalui spesifisitas produk yang ditentukannya, lebih tepat untuk merujuk pada interaksi antara produk gen - protein - dan pengalaman lingkungan. Protein memediasi mekanisme biokimia dan molekuler di setiap tingkat organisasi biologis, dari molekuler hingga organisme.

 

• Maka, dapat disimpulkan bahwa produk gen berada di pusat patogenesis; protein adalah tempat bertemunya model klinis dan model molekuler penyakit. Keunggulan ini sekarang terbukti dalam penggunaan kata-kata baru. Misalnya, repertoar protein dikenal sebagai proteom, sebuah kata yang menyatakan hubungannya dengan genom, sementara urusan memilah hubungan protein dengan fungsinya disebut proteomik.

 

• Dalam konteks penyakit, kita cenderung mengaitkan "lingkungan" hanya dengan hal-hal yang berada di luar individu, misalnya, mutagen, karsinogen, teratogen, patogen, dan zat-zat lain yang umum dialami. Namun, pertimbangan tentang gangguan umum dan kompleks memerlukan definisi yang lebih luas tentang "lingkungan," dimulai dengan lingkungan intraseluler dan berlanjut ke lingkungan yang diciptakan oleh interaksi individu dengan dunia luar. Lingkungan untuk produk gen tertentu, misalnya, dapat mencakup interaksinya dengan interaksi gen-gen lain. Pertimbangan tentang lingkungan juga memerlukan pengakuan atas riwayat perkembangan dan pengalaman unik setiap individu, yang mengakibatkan setiap orang terkena penyakit tertentu melalui serangkaian peristiwa yang unik. Oleh karena itu, diagnosis harus mencakup informasi dari tiga skala waktu: skala gen atau filogeni, skala perkembangan atau ontogeni, dan skala momen. Ekspresi penyakit akan mencerminkan unsur-unsur dari ketiganya.

 

• Penjelasan tentang sebab akibat umumnya lebih sulit pada kelainan umum dan kompleks dibandingkan dengan kelainan gen tunggal. Biasanya nama, sifat, atau jumlah gen yang terlibat, dan produknya, tidak akan diketahui, begitu pula cara produk gen tersebut berinteraksi, atau cara unik di mana pengalaman lingkungan telah memicu penyakit pada individu tertentu. Mengingat ketidakpastian tersebut, penentuan risiko dan kerentanan menjadi bermasalah. Risiko penyakit yang diturunkan oleh produk gen yang sama dapat berbeda dari satu keluarga ke keluarga lainnya, dan bahkan di antara anggota keluarga yang sama, karena heterogenitas gen, perkembangan, dan pengalaman mungkin ada dalam keluarga tersebut. Misalnya, suatu penyakit dapat melibatkan lima gen, yang mana tiga di antaranya dapat menyebabkan penyakit. Setiap anggota keluarga tertentu dapat mewarisi set gen yang berbeda dari orang tua yang berbeda. Selain itu, faktor lingkungan yang tidak diketahui dapat memicu penyakit pada beberapa anggota keluarga sementara anggota keluarga lain yang memiliki gen yang sama tetap tidak terpengaruh.

 

• Konselor genetik dan penyedia layanan kesehatan primer akan semakin tertantang untuk menjelaskan ketidakpastian yang disebabkan oleh variasi genetik dan pemahaman kita yang tidak lengkap tentang manifestasi dan implikasinya. Konseling untuk hidup dengan ketidakpastian, yang umumnya diperlukan dalam layanan kesehatan, kemungkinan besar memerlukan penyempurnaan tingkat baru.

 

• Dalam kasus-kasus di mana penemuan gen memungkinkan pengujian kerentanan untuk penyakit yang kompleks, penyedia layanan harus membantu pasien membuat keputusan yang tepat tentang pengujian genetik. Itu akan memerlukan diskusi yang jelas tentang penyebab yang kompleks, tentang arti kerentanan, dan tentang nilai prediktif terbatas dari hasil positif atau negatif.

 

• Pemahaman yang lebih baik tentang kontribusi genetik dan lingkungan terhadap penyakit yang kompleks harus mengalihkan fokus layanan kesehatan dari nama penyakit itu sendiri ke individualitas genetik dan ke individualitas pengalaman, kebiasaan, dan kondisi lingkungan pasien tertentu. Pendekatan terhadap layanan kesehatan ini harus membuat penyedia layanan kesehatan lebih mungkin mencari keadaan biologis dan lingkungan yang menyebabkan seseorang menunjukkan penyakit tertentu pada saat tertentu dalam riwayat perkembangannya.

 

• Fokus pada komponen genetik, perkembangan, dan lingkungan dari penyakit, dan kombinasi uniknya pada individu tertentu, pasti akan mengharuskan perawatan kesehatan lebih menekankan pencegahan daripada yang dilakukannya saat ini. Memang, setelah menetapkan kerentanan genetik terhadap penyakit yang kompleks, penyedia layanan tidak akan punya alternatif lain kecuali pencegahan untuk membantu pasien menghindari faktor lingkungan yang dapat memicu penyakit atau menerapkan cara pemeriksaan diri yang dapat mendeteksi indikasi awal penyakit.

 

• Saat kita mulai memahami kontribusi lingkungan terhadap penyakit yang kompleks, kita dapat, melalui pendidikan dan tindakan politik, mulai menghilangkannya atau setidaknya mengurangi dampaknya. Dengan demikian, kita akan menciptakan lingkungan tempat kontribusi utama yang tersisa terhadap penyakit adalah yang diakibatkan oleh varian dalam genom manusia. Faktanya, itulah tujuan pencegahan penyakit yang mengurangi variasi nongenetik, dan itu adalah lintasan perawatan kesehatan yang diinformasikan oleh perspektif genetik.

 

Sumber

Penulis: Barton Childs, M.D. and Joseph D. McInerney, M.A., M.S. 2006. Adapted from “A Framework for Genetics and Complex Disease,” with permission of the Foundation for Genetic Education and Counseling.

 

Apa itu nanosains dan nanoteknologi ?

 

Kata Nanosains merujuk pada studi, manipulasi, dan rekayasa materi, partikel, dan struktur pada skala nanometer (sepersejuta milimeter, skala atom dan molekul). Properti penting dari material, seperti properti listrik, optik, termal, dan mekanik, ditentukan oleh cara molekul dan atom berkumpul pada skala nano menjadi struktur yang lebih besar. Selain itu, dalam struktur berukuran nanometer, properti ini sering kali berbeda dengan properti pada skala makro, karena efek mekanika kuantum menjadi penting.

Nanoteknologi adalah penerapan nanosains yang mengarah pada penggunaan nanomaterial dan komponen berukuran nano baru dalam produk yang bermanfaat. Nanoteknologi pada akhirnya akan memberi kita kemampuan untuk merancang material dan produk yang dibuat khusus dengan properti baru yang ditingkatkan, komponen nanoelektronik baru, jenis obat dan sensor "pintar" baru, dan bahkan antarmuka antara sistem elektronik dan biologis.

 

Disiplin ilmu yang baru lahir ini terletak di antarmuka antara fisika, kimia, ilmu material, mikroelektronik, biokimia, dan bioteknologi. Oleh karena itu, pengendalian disiplin ilmu ini memerlukan pendidikan ilmiah akademis dan multidisiplin.

 

Mengapa mempelajari nanosains & nanoteknologi?

Nanosains dan nanoteknologi berada di garis depan penelitian modern. Ekonomi yang tumbuh pesat di bidang ini membutuhkan para ahli yang memiliki pengetahuan luar biasa tentang nanosains yang dipadukan dengan keterampilan untuk menerapkan pengetahuan ini dalam produk-produk baru. Pendidikan ilmiah multidisiplin sangat penting untuk menyediakan para ahli berkualitas tinggi bagi industri dan lembaga penelitian yang memiliki latar belakang umum dalam berbagai subdisiplin seperti elektronika, fisika, kimia, ilmu material, bioteknologi, dan pada saat yang sama menjadi ahli dalam satu bidang tertentu. Inilah yang ditawarkan dalam program magister ini.

 

Dalam Magister Nanosains dan Nanoteknologi, Anda akan mempelajari dasar-dasar fisika, biologi, dan kimia pada skala nanometer, dilengkapi dengan kursus tentang teknologi dan teknik untuk meningkatkan pemahaman tentang aplikasi praktis. Selain itu, dalam program ini Anda juga akan dapat mengkhususkan diri dalam bidang nanosains tertentu. Kombinasi dasar ilmiah multidisiplin yang solid dan spesialisasi tingkat tinggi individual dalam bidang Nanosains tertentu (tahun kedua) adalah filosofi program EMM-Nano+.\

 

DASAR-DASAR NANOTEKNOLOGI

 

Apa sebenarnya nanoteknologi?

Nanoteknologi adalah rekayasa mesin-mesin kecil — kemampuan yang diproyeksikan untuk membangun sesuatu dari bawah ke atas di dalam “pabrik nano pribadi” (PN), menggunakan teknik dan alat yang dikembangkan saat ini untuk membuat produk yang lengkap dan sangat canggih. Pada akhirnya, nanoteknologi akan memungkinkan pengendalian materi pada skala nanometer, menggunakan mekanokimia. Tak lama setelah mesin molekuler yang dibayangkan ini tercipta, hal itu akan menghasilkan revolusi manufaktur, yang mungkin menyebabkan gangguan yang parah. Hal itu juga memiliki implikasi ekonomi, sosial, lingkungan, dan militer yang serius.

 

Nanometer adalah sepersejuta meter, kira-kira selebar tiga atau empat atom. Rata-rata rambut manusia memiliki lebar sekitar 25.000 nanometer.

 

Apa itu pabrik nano pribadi?

Itu adalah alat baru yang diusulkan, sesuatu yang mungkin diletakkan di atas meja dapur di rumah Anda. Untuk membangun “pabrik nano pribadi” (PN), Anda perlu memulai dengan fabrikator yang berfungsi, perangkat berskala nano yang dapat menggabungkan molekul-molekul individual menjadi bentuk-bentuk yang bermanfaat. Fabrikator dapat membangun pabrik nano yang sangat kecil, yang kemudian dapat membangun pabrik nano lain yang dua kali lebih besar, dan seterusnya. Dalam jangka waktu beberapa minggu.

 

Produk-produk yang dibuat oleh PN akan dirakit dari blok-blok nano, yang akan dibuat di dalam pabrik nano. Program desain berbantuan komputer (CAD) akan memungkinkan untuk membuat produk-produk canggih hanya dengan menentukan pola blok-blok nano yang telah dirancang sebelumnya. Pertanyaan tentang kapan kita akan melihat banjir produk-produk yang dibuat dengan nano bermuara pada pertanyaan tentang seberapa cepat fabrikator pertama dapat merancang dan membuat.

 

Terdapat sebuah film pendek berjudul Productive Nanosystems: from Molecules to Superproducts menggambarkan tampilan animasi dari sebuah pabrik nano dan menunjukkan langkah-langkah utama dalam proses pengambilan sampel yang mengubah molekul-molekul dasar menjadi komputer laptop dengan CPU miliaran.

 

Apa yang dapat diproduksi oleh pabrik nano?

• Robot medis yang menyelamatkan nyawa atau senjata pemusnah massal yang tidak dapat dilacak.

• Komputer jaringan untuk semua orang di dunia atau kamera jaringan sehingga pemerintah dapat mengawasi setiap gerakan kita.

• Triliunan dolar yang melimpah atau perebutan yang kejam untuk memiliki segalanya.

• Penemuan cepat produk yang menakjubkan atau pengembangan senjata yang cukup cepat untuk mengacaukan perlombaan senjata apa pun.

 

Bagaimana cara kerja 'mekanokimia'?

Ini sedikit seperti enzim (jika Anda tahu kimia): Anda menempelkannya pada satu atau dua molekul, lalu memutar atau menarik atau mendorong dengan cara yang tepat hingga reaksi kimia terjadi tepat di tempat yang Anda inginkan. Ini terjadi dalam ruang hampa, jadi Anda tidak memiliki molekul air yang saling bertabrakan. Dengan cara itu, semuanya jauh lebih terkendali.

 

Jadi, jika Anda ingin menambahkan atom ke suatu permukaan, Anda mulai dengan atom yang terikat pada molekul yang disebut "ujung alat" di ujung manipulator mekanis. Anda memindahkan atom ke titik di mana Anda ingin atom itu berakhir. Anda memindahkan atom di dekat permukaan, dan memastikan bahwa atom tersebut memiliki ikatan yang lebih lemah dengan ujung alat daripada dengan permukaan. Ketika Anda mendekatkannya, ikatan tersebut akan berpindah. Ini adalah kimia biasa: sebuah atom bergerak dari satu molekul ke molekul lain ketika mereka cukup dekat satu sama lain, dan ketika pergerakannya menguntungkan secara energetik. Yang berbeda tentang mekanokimia adalah bahwa molekul ujung alat dapat diposisikan dengan kontrol komputer langsung, sehingga Anda dapat melakukan satu reaksi ini di berbagai lokasi di permukaan. Hanya beberapa reaksi saja memberi Anda banyak fleksibilitas dalam apa yang Anda buat.

 

Mengapa beberapa ilmuwan mengabaikan hal ini sebagai fiksi ilmiah?

Seluruh konsep nanoteknologi canggih — “Manufaktur Molekuler” (MM) — begitu rumit dan tidak dikenal, dan begitu mengejutkan dalam implikasinya, sehingga beberapa ilmuwan, insinyur, dan pakar lainnya dengan tegas menyatakannya sebagai sesuatu yang mustahil. Perdebatan ini semakin membingungkan oleh sensasi fiksi ilmiah dan kesalahpahaman media.

 

Perlu dicatat bahwa tidak seorang pun dari mereka yang mengabaikan MM adalah pakar di bidang tersebut. Mereka mungkin bekerja di bidang kimia, bioteknologi, atau ilmu atau teknologi skala nano lainnya, tetapi tidak cukup familier dengan teori MM untuk mengkritiknya secara bermakna.

 

Banyak keberatan, termasuk keberatan mendiang Richard Smalley, tidak membahas proposal MM yang sebenarnya telah dipublikasikan. Sisanya adalah pernyataan yang tidak berdasar dan tidak benar, yang bertentangan dengan kalkulasi terperinci berdasarkan hukum fisika yang relevan.

 

Apakah nanoteknologi buruk atau baik?

Nanoteknologi menawarkan potensi besar untuk memberi manfaat bagi umat manusia, dan juga membawa bahaya yang parah. Meskipun sudah tepat untuk memeriksa dengan saksama risiko dan kemungkinan toksisitas nanopartikel dan produk lain dari teknologi skala nano, bahaya terbesar ditimbulkan oleh penggunaan manufaktur molekuler yang jahat atau tidak bijaksana. Fokus CRN adalah merancang dan mempromosikan mekanisme untuk pengembangan yang aman dan administrasi MM yang efektif.

 

Jika MM sangat berbahaya, mengapa tidak melarang semua penelitian dan pengembangannya?

Dilihat dengan pesimisme, manufaktur molekuler mungkin tampak terlalu berisiko untuk dibiarkan berkembang mendekati potensi penuhnya. Namun, pendekatan naif untuk membatasi R&D, seperti pengabaian, memiliki kekurangan setidaknya karena dua alasan. Pertama, hampir pasti mustahil untuk mencegah pengembangan MM di suatu tempat di dunia. Tiongkok, Jepang, dan negara-negara Asia lainnya memiliki program nanoteknologi yang berkembang pesat, dan kemajuan pesat teknologi pendukung seperti bioteknologi, MEMS, dan mikroskopi probe pemindaian memastikan bahwa upaya R&D akan jauh lebih mudah dalam waktu dekat daripada saat ini. Kedua, MM akan memberikan manfaat yang terlalu bagus untuk diabaikan, termasuk perbaikan lingkungan; manufaktur yang bersih, murah, dan efisien; terobosan medis; komputer yang sangat canggih; dan akses yang lebih mudah ke luar angkasa.

 

Bagaimana dengan "grey goo"?

Seberapa cepat manufaktur molekuler akan dikembangkan?

Berdasarkan penelitian kami, CRN yakin bahwa manufaktur molekuler dapat berhasil dikembangkan dalam sepuluh tahun ke depan, dan hampir pasti akan dikembangkan dalam dua puluh tahun.

 

Bukankah kita seharusnya menangani masalah saat ini seperti kemiskinan, polusi, dan menghentikan terorisme, alih-alih menginvestasikan uang pada teknologi masa depan yang jauh ini?

Kita harus melakukan keduanya! Pengembangan dan penerapan manufaktur molekuler jelas dapat berdampak positif pada penyelesaian banyak masalah paling mendesak saat ini. Namun, sama jelasnya bahwa MM dapat memperburuk banyak penyakit masyarakat. Mengetahui bahwa hal itu dapat dikembangkan dalam satu atau dua dekade mendatang (yang bukan "masa depan yang jauh"), menjadikan persiapan untuk MM sebagai prioritas yang mendesak.

 

Gray goo (juga dieja sebagai grey goo) adalah skenario bencana global hipotetis yang melibatkan nanoteknologi molekuler di mana mesin yang mereplikasi diri di luar kendali memakan semua biomassa (dan mungkin juga semua yang lain) di Bumi sambil membangun lebih banyak dari diri mereka sendiri, sebuah skenario yang telah disebut ecophagy (konsumsi literal ekosistem). Ide aslinya mengasumsikan mesin dirancang untuk memiliki kemampuan ini, sementara popularisasi telah mengasumsikan bahwa mesin mungkin entah bagaimana mendapatkan kemampuan ini secara tidak sengaja.

 

Bahaya nanobot yang mereplikasi diri — yang disebut grey goo — telah banyak dibahas, dan secara umum dianggap bahwa manufaktur molekuler sangat dekat dengan grey goo.

Akan tetapi, sistem produksi yang diusulkan yang didukung oleh CRN tidak melibatkan perakit yang bebas bergerak atau nanobot, tetapi pabrik yang jauh lebih besar dengan semua mesin berskala nano yang diikat dan tidak aktif tanpa kontrol eksternal. Sejauh yang kami ketahui, nanobot mekanokimia yang mereplikasi diri tidak dikecualikan oleh hukum fisika, tetapi hal seperti itu akan sangat sulit untuk dirancang dan dibangun bahkan dengan kemampuan manufaktur molekuler penuh. Fiksi seperti Prey karya Michael Crichton mungkin merupakan hiburan yang bagus, tetapi itu bukanlah sains yang sangat bagus.

 

Seberapa cepat manufaktur molekuler akan dikembangkan?

Berdasarkan penelitian kami, CRN yakin bahwa manufaktur molekuler dapat berhasil dikembangkan dalam sepuluh tahun ke depan, dan hampir pasti akan dikembangkan dalam dua puluh tahun.

 

Bukankah kita seharusnya menangani masalah saat ini seperti kemiskinan, polusi, dan menghentikan terorisme, alih-alih menginvestasikan uang pada teknologi masa depan yang jauh ini?

Kita harus melakukan keduanya. Pengembangan dan penerapan manufaktur molekuler jelas dapat berdampak positif pada penyelesaian banyak masalah paling mendesak saat ini. Namun, sama jelasnya bahwa MM dapat memperburuk banyak penyakit masyarakat. Mengetahui bahwa MM dapat dikembangkan dalam satu atau dua dekade mendatang (yang bukan "masa depan yang jauh"), menjadikan persiapan untuk MM sebagai prioritas yang mendesak.

 

Sumber Referensi:

https://www.emm-nano.org/what-is-nanoscience-nanotechnology/

http://crnano.org/basics.htm