Forskning antyder sammenhæng mellem computerchips og gen-syntese

Ny forskning fra University of Cincinnati antyder, at syntetisk liv kunne skabes i nær fremtid baseret på en sammenligning med udviklingen af computerchips. 

Andrew Steckl, en professor ved universitetet og en Ohio Eminent Scholar, er sikker på, at store fremskridt i gen-syntese snart kan føre til storstilet gen-produktion. Arbejdende med sin student Joseph Riolo, brugte parret historien om mikrochip-udvikling og store software-platforme til at skabe en prædictiv model. Denne model blev derefter brugt til at forstå syntetisk biologi.

Forståelse af Syntetisk Biologi

“Ingen analogi er perfekt. DNA møder ikke visse definitioner af digital kode,” Riolo sagde. “Men der er mange måder, hvorpå genomet og software-koden er sammenlignelige.”

UC-studiet viste, at syntetisk biologi har potentialet til at være “den næste epokegørende teknologiske menneskelige fremskridt efter mikroelektronik og internet.”

Der er mange potentielle anvendelser herfor, fra fremstilling af nye biobrændstoffer til udvikling af medicinske behandlinger. 

Ifølge Steckl kan vi bruge computerchip-udvikling som en vejledning til at slutte om hastigheden og omkostningerne ved at producere syntetisk liv og den vej, det kan følge.

Den publicerede artikel fokuserer på sammenligningen og lighederne mellem biologisk og digital kodningssprog i forhold til alfabet, ord og sætninger. Med det sagt siger forfatterne, at DNA-kodning kun er en del af en kompleks historie om gener. 

Steckl er en fremragende professor, der har fælles udnævnelser i elektroingeniørvidenskab, biomedicinsk ingeniørvidenskab og materialsvidenskab på UC’s College of Engineering and Applied Science.

“Der er alle mulige forbehold, men vi har brug for en nul-orden-sammenligning for at starte ned denne vej,” sagde Steckl. “Kan vi sammenligne kompleksiteten af programmering af en kampfly eller Mars-rover med kompleksiteten forbundet med at skabe et genoom af en bakterie? Er de af samme orden eller er de betydeligt mere komplicerede?

“Enten er biologiske organismer meget mere komplicerede og repræsenterer den mest komplicerede ‘programmering’, der nogensinde er gjort — så der er ingen måde, du kan duplikere det kunstigt — eller måske er de af samme orden som at skabe koden for et F-35-kampfly eller en luksusbil, så måske er det muligt.”

Syntese af kunstige menneskelige genomer

Ifølge studiet er prisen for at redigere gener og syntetisere genomer omtrent halveret hvert andet år siden 2010, ligesom Moore’s Lov. 

“Dette ville betyde, at syntetisering af et kunstigt menneskeligt genoom kunne koste omkring 1 million dollars, og mere simple anvendelser som et brugertilpasset bakterium kunne syntetiseres for så lidt som 4.000 dollars,” sagde forfatterne.

“Denne kombination af overvindelig kompleksitet og moderat omkostning retfærdiggør den akademiske entusiasme for syntetisk biologi og vil fortsætte med at inspirere interesse for livets regler.”

Steckl siger, at bio-ingeniørvidenskab kan blive afgørende for næsten hver industri og videnskab.

“Jeg ser en korrelation mellem, hvordan computering har udviklet sig som en disciplin. Nu ser du omfattende computerberegninger i hver videnskabelig disciplin,” Steckl sagde. “Jeg ser noget lignende sker i verden af biologi og bio-ingeniørvidenskab. Biologi er overalt. Det vil være interessant at se, hvordan disse ting udvikler sig.”

Ifølge forfatterne er skabelse af kunstigt liv noget, der bærer enormt ansvar. 

“Det er ikke noget, der skal tages let,” Steckl sagde. “Det er ikke så enkelt, som vi skal gøre det, fordi vi kan gøre det. Man skal også overveje de filosofiske eller endda religiøse implikationer.”