يشير البحث إلى علاقة بين رقائق الحاسوب وتخليق الجينات

بحث جديد من جامعة سينسيناتي يشير إلى أن الحياة الاصطناعية يمكن إنشاؤها في المستقبل القريب استناداً إلى مقارنة بتطور رقائق الحاسوب.

أندرو ستيكل، أستاذ في الجامعة وزميل بارز في ولاية أوهايو، يعتقد أن التقدم الكبير في تخليق الجينات يمكن أن يؤدي قريباً إلى إنتاج جيني على نطاق واسع. يعمل مع طالبه جوزيف ريولو، واستخدما تاريخ تطوير الرقائق الدقيقة ومنصات البرمجيات الكبيرة لإنشاء نموذج تنبؤي. ثم استخدم هذا النموذج لفهم البيولوجيا التركيبية.

فهم البيولوجيا التركيبية

“لا توجد مقارنة مثالية. لا يتوافق الحمض النووي مع بعض تعريفات الشفرة الرقمية،” قال ريولو. “لكن هناك العديد من الطرق التي يمكن أن تكون فيها الجينوم والشفرة البرمجية قابلة للمقارنة.”

أظهرت دراسة جامعة سينسيناتي أن البيولوجيا التركيبية لها إمكانات لتصبح “التقدم التكنولوجي البشري المقبل بعد الإلكترونيات الدقيقة والإنترنت”.

هناك العديد من التطبيقات المحتملة لهذا، من إنتاج أنواع جديدة من الوقود الحيوي إلى تطوير علاجات طبية.

وفقا لستيكل، يمكننا استخدام تطور الرقائق الإلكترونية كدليل لاستنتاج سرعة وتكلفة إنتاج الحياة الاصطناعية والمسار الذي قد تتبعه.

يركز المقال المنشور على المقارنة والتشابه بين لغات الترميز البيولوجي والرقمي من حيث الأبجدية والكلمات والجمل. ومع ذلك، يقول المؤلفون أن ترميز الحمض النووي هو جزء فقط من قصة معقدة للجينات.

ستيكل هو أستاذ متميز حاصل على تعيينات مشتركة في الهندسة الكهربائية والهندسة الطبية الحيوية وهندسة المواد في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة سينسيناتي.

“هناك جميع أنواع التحفظات، لكننا بحاجة إلى مقارنة من الرتبة صفر للبدء في هذا الطريق،” قال ستيكل. “هل يمكننا مقارنة تعقيد برمجة طائرة مقاتلة أو مركبة روفر على المريخ بالتعقيد المرتبط بإنشاء جينوم لبكتيريا؟ هل هم من نفس الترتيب أم أنهم معقدون بشكل كبير؟

“إما أن الكائنات الحية أكثر تعقيداً بكثير وتمثل أعقد «برمجة» أُنجزت على الإطلاق، فلا سبيل إلى تكرارها اصطناعياً، أو لعل تعقيدها من نفس رتبة إنشاء الشفرة لطائرة مقاتلة من طراز F-35 أو سيارة فاخرة، وعندئذ قد يكون ذلك ممكناً.”

تركيب الجينوم البشري الاصطناعي

وفقا للدراسة، انخفض سعر تحرير الجينات وتركيب الجينوم تقريباً إلى النصف كل عامين منذ عام 2010، مشابهاً قانون مور.

“هذا يعني أن تركيب جينوم بشري اصطناعي يمكن أن يكلف حوالي مليون دولار أمريكي، وتطبيقات أبسط مثل بكتيريا مخصصة يمكن تركيبها مقابل 4000 دولار فقط،” قال المؤلفون.

“هذه المجموعة من التعقيدات التي يمكن التغلب عليها والتكلفة المعتدلة تبرر الحماس الأكاديمي للبيولوجيا التركيبية وستستمر في إلهام الاهتمام بقواعد الحياة.”

يقول ستيكل إن الهندسة الحيوية يمكن أن تصبح حاسمة تقريباً في كل صناعة وعلوم.

“أرى علاقة بين تطور الحوسبة كتخصص. الآن ترى الحوسبة المكثفة في كل تخصص علمي،” قال ستيكل. “أرى شيئا مشابها يحدث في عالم الأحياء والهندسة الحيوية. الأحياء في كل مكان. سيكون من المثير رؤية كيف تتطور هذه الأشياء.”

فيما يتعلق بإنشاء الحياة الاصطناعية، يقول المؤلفون إنها شيء يحمل مسؤولية هائلة.

“ليس هذا أمراً يجوز الاستخفاف به،” قال ستيكل. “ليس من بسيط مثل ما يجب أن نفعل لأننا يمكن أن نفعل ذلك. يجب أن نأخذ في الاعتبار أيضا الآثار الفلسفية أو حتى الدينية.”