Výzkum naznačuje souvislost mezi počítačovými čipy a syntézou genů

Nový výzkum z Univerzity v Cincinnati naznačuje, že syntetický život by mohl být vytvořen v blízké budoucnosti na základě srovnání s vývojem počítačových čipů.

Andrew Steckl, profesor na univerzitě a Ohio Eminent Scholar, je přesvědčen, že významné pokroky v syntéze genů by mohly brzy přivést širokou výrobu genů. Pracoval se svým studentem Josephem Riolo a společně použili historii vývoje mikročipů a velkých softwarových platforem k vytvoření predikčního modelu. Tento model byl poté použit k pochopení syntetické biologie.

Pochopení syntetické biologie

„Žádná analogie není dokonalá. DNA nevyhovuje určitým definicím digitálního kódu,“ řekl Riolo. „Existuje však mnoho způsobů, jak jsou genom a softwarový kód srovnatelné.“

Studie Univerzity v Cincinnati prokázala, že syntetická biologie má potenciál být „dalším epochálním technologickým pokrokem lidstva po mikroelektronice a internetu.“

Existuje mnoho potenciálních aplikací pro tuto oblast, jako je například vytvoření nových biopaliv nebo vývoj nových lékařských léčiv.

Podle Steckla můžeme použít vývoj počítačových čipů jako vodítko pro odhad rychlosti a nákladů na výrobu syntetického života a trajektorie, kterou by mohl následovat.

Publikovaná studie se zaměřuje na srovnání a podobnosti mezi biologickým a digitálním kódováním v oblasti abecedy, slov a vět. Autoři však říkají, že kódování DNA je pouze částí komplexního příběhu genů.

Steckl je uznávaný profesor, který má společné jmenování v oborech elektrotechniky, biomedicínského inženýrství a materiálového inženýrství na College of Engineering and Applied Science Univerzity v Cincinnati.

“Existují všechny druhy varování, ale potřebujeme srovnání nultého řádu, abychom mohli začít touto cestou,” řekl Steckl. “Můžeme srovnat složitost programování bojového letadla nebo vozidla Mars Rover s komplexitou spojenou s vytvořením genomu bakterie? Jsou stejného řádu nebo jsou podstatně složitější?

“Buď jsou biologické organismy mnohem složitější a představují nejsložitější ‘programování’, které bylo kdy provedeno – takže není možné je uměle duplikovat – nebo možná jsou stejného řádu jako vytváření kódu pro bojové letadlo F-35 nebo luxusní auto, takže možná je to možné.”

Syntéza umělých lidských genomů

Podle studie se cena editace genů a syntézy genomů od roku 2010 snížila přibližně každé dva roky na polovinu, podobně jako Mooreův zákon.

“To by znamenalo, že syntéza umělého lidského genomu by mohla stát přibližně 1 milion dolarů a jednodušší aplikace, jako je například customizovaná bakterie, by mohla být syntetizována za pouhých 4 000 dolarů,” uvedli autoři.

“Tato kombinace překonatelné složitosti a mírných nákladů ospravedlňuje akademické nadšení pro syntetickou biologii a bude pokračovat v inspiraci zájmu o pravidla života.”

Steckl říká, že bioinženýrství by mohlo být zásadní pro téměř každou průmyslovou a vědeckou oblast.

“Vidím souvislost mezi tím, jak se informatika vyvíjela jako disciplína. Nyní vidíte náročné výpočetní postupy ve všech vědeckých oborech,” řekl Steckl. “Vidím něco podobného, co se děje ve světě biologie a bioinženýrství. Biologie je všude. Bude zajímavé sledovat, jak se tyto věci vyvinou.”

Co se týče vytvoření umělého života, autoři říkají, že je to něco, co nese enormní odpovědnost.

“Není to něco, co by se mělo brát lehkomyslně,” řekl Steckl. “Není to tak jednoduché, že bychom to měli udělat, protože to můžeme udělat. Je také třeba zvážit filozofické nebo dokonce náboženské implikace.”