Forschung legt Zusammenhang zwischen Computer-Chips und Gensynthese nahe

Neue Forschung der Universität Cincinnati legt nahe, dass synthetisches Leben in naher Zukunft aufgrund eines Vergleichs mit der Entwicklung von Computer-Chips entstehen könnte.

Andrew Steckl, Professor an der Universität und Ohio Eminent Scholar, ist zuversichtlich, dass bedeutende Fortschritte in der Gensynthese bald eine groß angelegte Genherstellung ermöglichen könnten. Zusammen mit seinem Studenten Joseph Riolo erstellten sie mithilfe der Geschichte der Mikrochip-Entwicklung und großer Computer-Software-Plattformen ein Vorhersagemodell. Dieses Modell wurde dann verwendet, um die synthetische Biologie zu verstehen.

Verständnis der synthetischen Biologie

“Keine Analogie ist perfekt. DNA erfüllt nicht bestimmte Definitionen von digitalen Codes“, sagte Riolo. „Aber es gibt viele Möglichkeiten, wie das Genom und Software-Code vergleichbar sind.“

Die Studie der Universität Cincinnati zeigt, dass die synthetische Biologie das Potenzial hat, „die nächste epochale technologische Entwicklung des Menschen nach der Mikroelektronik und dem Internet“ zu sein.

Es gibt viele mögliche Anwendungen dafür, wie die Entwicklung neuer Biokraftstoffe oder die Erstellung medizinischer Behandlungen.

Laut Steckl können wir die Entwicklung von Computer-Chips als Leitfaden verwenden, um die Geschwindigkeit und Kosten der Herstellung von synthetischem Leben und die Richtung, die es einschlagen könnte, abzuleiten.

Der veröffentlichte Artikel konzentriert sich auf den Vergleich und die Ähnlichkeiten zwischen biologischen und digitalen Codiersprachen in Bezug auf Alphabet , Wörter und Sätze. Mit anderen Worten, die Autoren sagen, dass DNA-Codierung nur ein Teil einer komplexen Geschichte von Genen ist.

Steckl ist ein renommierter Professor, der gemeinsame Berufungen in Elektroingenieurwesen, Biomedizinischen Ingenieurwesen und Materialingenieurwesen an der Fakultät für Ingenieurwesen und Angewandte Wissenschaften der Universität Cincinnati hat.

“Es gibt alle Arten von Vorbehalten, aber wir benötigen einen Null-Order-Vergleich, um auf diesem Weg zu beginnen”, sagte Steckl. “Können wir die Komplexität des Programmierens eines Kampfflugzeugs oder eines Mars-Rovers mit der Komplexität vergleichen, die mit der Erstellung eines Genoms eines Bakteriums verbunden ist? Sind sie der gleichen Größenordnung oder sind sie wesentlich komplizierter?

“Entweder sind biologische Organismen wesentlich komplizierter und stellen die komplizierteste ‘Programmierung’ dar, die jemals durchgeführt wurde – also gibt es keine Möglichkeit, sie künstlich zu duplizieren – oder vielleicht sind sie der gleichen Größenordnung wie die Erstellung des Codes für ein F-35-Kampfflugzeug oder ein Luxusauto, also vielleicht ist es möglich.”

Erstellung künstlicher menschlicher Genome

Laut der Studie hat sich der Preis für die Bearbeitung von Genen und die Synthese von Genomen seit 2010 etwa alle zwei Jahre halbiert, ähnlich wie Moores Gesetz.

“Dies würde bedeuten, dass die Erstellung eines künstlichen menschlichen Genoms etwa 1 Million Dollar kosten könnte und einfachere Anwendungen wie ein maßgeschneidertes Bakterium für etwa 4.000 Dollar synthetisiert werden könnten”, sagten die Autoren.

“Diese Kombination aus überwindbarer Komplexität und moderaten Kosten rechtfertigt die akademische Begeisterung für die synthetische Biologie und wird weiterhin Interesse an den Regeln des Lebens wecken.”

Steckl sagt, dass die Bio-Ingenieurwissenschaften für fast jede Branche und Wissenschaft von entscheidender Bedeutung werden könnten.

“Ich sehe eine Korrelation zwischen der Entwicklung der Computertechnologie als Disziplin. Jetzt sehen Sie schwere Computertechnik in jeder wissenschaftlichen Disziplin”, sagte Steckl. “Ich sehe etwas Ähnliches in der Welt der Biologie und Bio-Ingenieurwissenschaften. Biologie ist überall. Es wird interessant sein, zu sehen, wie sich diese Dinge entwickeln.”

Was die Erstellung von künstlichem Leben betrifft, sagen die Autoren, dass es sich um etwas handelt, das eine enorme Verantwortung mit sich bringt.

“Es ist nichts, was man leichtfertig nehmen sollte”, sagte Steckl. “Es ist nicht so einfach, dass wir es tun sollten, weil wir es tun können. Man sollte auch die philosophischen oder sogar religiösen Implikationen berücksichtigen.”