🧬 Xenobots, eiwitvouwen en een saaie, maar cruciale Klimaatwet

-

cover: From Dusk Till Dawn (01996)

👋 Hoi, Ed & Chris hier. In de Atlas van het Lange Nu duiden we onze snel veranderende wereld. We doen dit met de historisch-futuristische bril van de langetermijndenker en de gereedschapskist van de speculatieve maker. Door het verleden te duiden openbaren zich immers nieuwe verbeeldingen van de toekomst.

Als de afgelopen zomers ons iets hebben geleerd, is het wel dat de nabije toekomst bij vlagen, die steeds langer duren, bloedheet en kurkdroog is. Met sporadisch een wolkbreuk, gevolgd door een overstroming. In theorie wisten we dit uiteraard al, maar nu voelen we ’m ook. Hoewel dit helaas niet voor iedereen op gaat.

Zo lijkt het erop dat onze politici, met name die van het CDA, de afgelopen zomers hebben doorgebracht onder een te hoog afgestelde airco. Met brain freeze als gevolg. Hun besluiteloosheid en uitstelgedrag op het gebied van natuur en klimaat is lang voorbij het groteske en benadert het onwerkelijke.

‘Na mij de zondvloed’ omschrijft hun gedrag eigenlijk al lang niet meer – de beste allegorie voor de Tweede Kamer is nu, wat ons betreft, de Titty Twister House Band, de bloedzuigende mariachi’s uit From Dusk Till Dawn, die ‘the end of the road (for civilization)’van een opzwepende soundtrack voorzien. 🎸💃🏽

Maar goed, dat terzijde.

Deze zomer bracht ook, totaal onverwacht, goed nieuws op het gebied van het klimaat: de Amerikaanse Inflation Reduction Act. Dat Bidens klimaatagenda er grotendeels ongeschonden doorheen is gekomen, na de teloorgang van Built Back Better, is – nogmaals – erg goed nieuws. Hierover zo meteen meer. Verder deze week wat gedachten over de post-waarom-wetenschap van AI-rekenmodellen en een korte bespreking van een fascinerend essay dat we lazen op Aeon, over de mysterieuze en bevreemdende eigenschappen van DNA en de eigenzinnige cellen die ze voortbrengen.

Tekens aan de Wand

🔮

Inflation Reduction Act 🗳️ Het grootste klimaatnieuws van deze zomer (en wellicht van dit jaar) was ongetwijfeld de totaal onverwachte ratificatie door het Amerikaanse congres en Bidens ondertekening van de Inflation Reduction Act. Aan de titel kun je het niet aflezen, maar deze wet is dus heel, heel, heel goed nieuws voor het klimaat.

Na het mislukken van Build Back Better (02021) – een transformatieve set aan sociaaldemocratische wetgeving die niet alleen de verzorgingsstaat zou uitbreiden, maar ook het Amerikaanse klimaatbeleid zou verenigen met het Akkoord van Parijs – leek het erop dat de VS nooit meer zouden kunnen gaan voldoen aan de doelstellingen van Parijs.

Dat zou een heel, heel, heel slecht scenario zijn.

Ongeacht wat we doen zal de zeespiegel volgens de laatste rekenmodellen gaan stijgen met minimaal 27cm, alleen al door het vrijwel zekere smelten van een gedeelte van de Groenlandse ijskap. Als de doelstellingen van Parijs niet worden gehaald, gaat de zeespiegelstijging waarschijnlijk in de meters lopen.

Op dit moment heeft de Amerikaanse Democratische Partij zowel het presidentschap in handen als een meerderheid in beide kamers van het congres. Niet alleen is de kans groot dat ze aanstaande november deze meerderheid verliezen, ook is het zeer waarschijnlijk dat zo’n politieke constellatie zich de komende tien jaar niet meer zal voordoen (door allerlei onevenwichtigheden in het Amerikaanse kiesstelsel die de Republikeinse Partij bovenmatig begunstigen).

De afgelopen twee jaar waren daarom DE window of opportunity. Als de grootste economie van de wereld zich namelijk niet houdt aan het Akkoord van Parijs, dan kunnen deze afspraken eigenlijk de prullenbak in. Deze window of opportunity werd verkleind toen de Democratische senatoren Joe Manchin en Kyrsten Sinema Build Back Better vorig jaar wegstemden. En toen ook een compromispoging afgelopen lente stuk liep, leek het voorgoed over en uit voor een zinnig Amerikaans klimaatbeleid.

Groot was dan ook ieders verbazing (en vreugde) – inclusief die van ons – toen de klimaatprovisies van Build Back Better relatief ongeschonden opdoken in de Inflation Reduction Act – een compromisvoorstel dat tot stand kwam na geheime gesprekken tussen Joe Manchin en fractieleider Chuck Schumer. En waar, na wat soebatten, ook Kyrsten Sinema mopperend mee akkoord ging.

De Inflation Reduction Act is in veel opzichten een flauwe schaduw van Build Back Better. Het is geen transformatieve sociaaldemocratische verbouwing van Amerika, maar het is wel een hele degelijke, goed doordachte en strak opgestelde klimaatwet die het Amerikaanse beleid grotendeels in lijn brengt met Parijs.

Ja, er zitten allemaal onhandige aspecten aan (zoals anti-China provisies); ja, er zijn belangrijke zaken verloren gegaan in de onderhandelingen (bijvoorbeeld stimuli voor elektrisch fietsen en treinverkeer en lab-grown meat); en ja, er zitten allemaal irritante concessies in aan de olie- en gasindustrie; en ja, het valt volkomen in het niet bij Bernie Sanders’ 16 biljoen (dat zijn 12 nullen) versie van de Green New Deal (de conceptuele voorloper van Build Back Better). Allemaal stuk voor stuk waar, jammerlijk en beklagenswaardig.

Maar toch: alle rekenmodellen – van zowel critici als voorstanders – geven aan dat de wet minimaal 40% reductie aan broeikasgasuitstoot (t.o.v. 02005) zal bewerkstelligen. En waarschijnlijk veel meer, want veel provisies zijn ontworpen als politieke, sociale en economische vliegwielen. Aanjagers van verankerde duurzame transformatie waarvan de effecten niet zijn meegerekend in de modellen.

Denk bijvoorbeeld aan de financiële boost (27 miljard) voor groen bankieren. Dit soort maatregelen zijn niet sexy, pakken niet de headlines, worden niet mee-gemodelleerd, maar zijn wel heel effectief. Ze werken op lokaal of State niveau en zorgen ervoor dat de transitie politiek, sociaal en economisch onderdeel wordt van de samenleving. Zo komen niet alleen veel duurzame projecten van de grond, maar worden lokale gemeenschappen ook verbonden aan de transitie, waardoor hun weerstand oplost. (Opeens hebben lokale gemeenschappen belang bij verduurzaming.)

Sowieso is de Inflation Reduction Act slechts bedoeld als beginpunt voor het Amerikaanse beleid. (Zo heeft California de afgelopen weken een aantal grote klimaatwetten en maatregelen aangenomen die o.a. de verkoop van nieuwe verbrandingsmotoren vanaf 02035 verbieden. Een wet die waarschijnlijk door veel staten wordt gekopieerd en de auto-industrie dwingt haast te maken.) Kortom, zonder de Inflation Reduction Act zaten we hopeloos in de penarie. Nu heeft de biosfeer weer een fighting chance.

Voor een ‘smeuïge’ geschiedenis van de politieke logica’s en achterhoedegevechten die de afgelopen 20 jaar aan de Inflation Reduction Act voorafgingen, luister de super-toegankelijke podcast van David Roberts, een beleidsjournalist die het klimaatbeleid al decennia volgt. Echt een aanrader.

DeepMinds AlphaFold 🤖 Op 28 juli publiceerde het AlphaFold Protein Structure Database, een samenwerking van DeepMind’s AlphaFold-team en een team van het European Bioinformatics Institute, de waarschijnlijke (of voorspelde) 3D-structuren van 200 miljoen eiwitten. Oftewel, van bijna elk eiwit dat bekend is.

Eiwitten zijn moleculen die veel belangrijke functies hebben in organismen. Die functies worden bepaald door hoe het eiwit is gevouwen – de 3D-structuur van het molecuul. Weten hoe een eiwit is gevouwen, is dus belangrijk voor verschillende wetenschappelijke disciplines en, uiteraard, voor biotech en farma.

AlphaFolds AI levert mogelijke structuren van eiwitten. Hierboven zie je hoe dicht de door de AlphaFold voorspelde eiwit structuren (blauw) matchen met de daadwerkelijke structuren (groen). Als je je afvraagt wat eiwitten (proteins) nou eigelijk zijn, en wat ze wel niet allemaal doen in de natuur, dan kun je even dit videootje kijken.

Tot nu toe was het bepalen van de 3D-structuur van een eiwit tijdrovend. Iets wat zo maanden of zelfs jaren kon duren. Nu is er een bibliotheek van waarschijnlijke 3D-structuren – die door het AI-model genaamd AlphaFold zijn voorspeld – van bijna elk bekend eiwit. Ze moeten uiteraard nog gecontroleerd worden, maar veel (hoewel niet alle) voorspellingen lijken behoorlijk accuraat.

Dit is uiteraard heel handig voor wetenschappers en ingenieurs die met eiwitten werken. De lofzang op AI was dan ook weer niet van de lucht.

Statistische rekenmodellen zoals AlphaFold – die tegenwoordig bekend staan als AI, maar uiteraard niet echt kunstmatig intelligent zijn – hebben veel mogelijkheden. Hun impact op wetenschap en technologie en daarmee op onze samenleving kan eigenlijk niet onderschat worden.

Maar, zoals o.a. Derek Lowe in chemistryworld.com terecht opmerkt, ze hebben vooralsnog één groot gebrek: ze voorspellen, in het geval van AlphaFold, inderdaad de waarschijnlijke 3D-structuur van een eiwit, maar ze vertellen ons (nog) niet waarom het eiwit zo gevouwen is. We weten nog steeds niet wat de achterliggende mechanica is dat vorm vertaalt naar functie.

Een soortgelijk argument hoorden we een paar jaar geleden ook uit de mond van Joshua Hoffman in een gesprek met Azeem Azhar. Hoffman was indertijd de CEO van Zymergen, een bedrijf dat de vooruitgang in AI combineert met die in CRISPR-Cas. Ze willen met gemanipuleerde microben materialen produceren op een milieuvriendelijke manier. (Zymergen is na een geflopte beursgang in 02021 overgenomen door Ginkgo Bioworks.)

In de podcast praat Joshua op een gegeven moment over een soort post-hypothese wetenschap. Volgens hem is genetica zo raadselachtig dat we, met behulp van AI, wel kunnen ontdekken wat bepaalde DNA-sequenties doen, maar blijven we in het duister tasten waarom deze sequenties doen wat ze doen. De achterliggende logica van DNA blijft terra incognita.

Statistische rekenmodellen vergelijken nieuwe data met geverifieerde oudere data en komen vervolgens met een waarschijnlijke uitkomst. Met andere woorden: ze herkennen patronen. Wat ze (nog) niet doen is mogelijke logische verklaringen geven voor die patronen – hypotheses.

Dat levert een interessant scenario op. Want als AI er maar niet in slaagt om de achterliggende logica van al die vele nieuwe patronen te construeren – en het ons vervolgens ook niet lukt – dan komen we op een vreemd nieuw gebied. Dan komen we dieper en dieper in een wereld te leven waarvan we wel weten hoe het werkt, maar totaal niet weten waarom het zo werkt.

What else is new, zou je uiteraard kunnen zeggen. Iedere ouder van een kind dat elk antwoord pareert met een nieuwe waaromvraag, is namelijk al lang tot deze conclusie gekomen. Wellicht – hypothese(!) – is deze ouderlijke frustratie wel de bron geweest voor het ontstaan van religies: de allerlaatste waaromvraag die je als ouder aankan, heel slim beantwoorden met een woest schrikbarend moraalverhaal. Twee vliegen in een klap, moeten onze voorouders hebben gedacht.

Het Leven 🧬 Een van de redenen waarom het zo moeilijk is om te achterhalen waarom DNA doet wat het doet, is wellicht omdat het in iedere situatie weer iets anders doet.

DNA moet volgens wetenschapsjournalist Philip Ball daarom ook niet gezien worden als een blauwdruk of een strak schema, maar als een set aan flexibele constructie-regels die, al naargelang de context, andere uitkomsten suggereert. Volgens Ball is de mogelijke variatie aan vormen en functies van een cel bijna eindeloos.

Humans become just one of the many things our cells are capable of doing.

Philip Ball

In zijn essay ‘What on earth is a xenobot?’, dat we deze week lazen op Aeon, beschrijft Ball bijvoordeeld huidcellen van een kikker die, als je ze uit de context ‘kikker’ haalt, opeens samenklonteren tot kleine, autonome, on-kikker-achtige organismen die allerlei eigen doelstellingen beginnen na te streven. Zoals het op hoopjes vegen van andere losse cellen die zich vervolgens weer ontwikkelen tot nieuwe organismes. Ze planten zich dus voort, als het ware.

Cells are like lego bricks that can be assembled in different ways – except they do the assembly themselves.

Philip Ball

Wetenschappers, zo lezen we in het essay, noemen deze afgeleide autonome organismes xenobots. Levende robots die een ontwikkelingsplan volgen dat totaal anders is dan dat van de ‘oorspronkelijke’ kikker. De vraag is dus wat het kikkergenoom nou precies ‘voorschrijft’ aan een cel als de vorm en het gedrag van het uiteindelijke organisme variabel is?

In zijn essay onderzoekt Ball mogelijke antwoorden op deze vraag, alsook mogelijke consequenties voor toekomstige biotechnologie. Check it out. Wij vonden het fascinerend leesvoer. (De complexiteit en gelaagdheid van het leven is truly mindblowing. Net zoals samenklonterende individuen de potentie hebben tot het vormen van oneindig veel verschillende culturen, zo lijken cellen ook zo’n soort dynamische emergente variatie te bezitten.)

Het essay roept in ieder geval bij ons veel te veel vragen op om hier even snel te bespreken. Maar schroom niet om die van jullie te delen.


Veel liefs, fijn weekend en tot de volgende keer.
Ed & Chris

📁 Dossiers