Tutkimus osoittaa yhteyden tietokonepiirien ja geenisynteesin välillä

Uusi tutkimus Cincinnatin yliopistosta osoittaa, että synteettinen elämä voisi olla mahdollista lähitulevaisuudessa vertaamalla sitä tietokonepiirien kehitykseen.

Andrew Steckl, yliopiston professori ja Ohio Eminent Scholar, on varma, että geenisynteesin suuri edistysaskel voi johtaa laajamittaiseen geeninvalmistukseen. Steckl työskenteli opiskelijansa Joseph Riolon kanssa ja käytti mikropiirien kehityshistoriaa ja suurten tietokoneohjelmistojen kehitystä luodakseen ennustemallin, jota käytettiin synteettisen biologian ymmärtämiseen.

Ymmärtäminen synteettisestä biologiasta

”Ei mikään vertauskuva ole täydellinen. DNA ei täytä tiettyjä digitaalisen koodin määritelmiä”, Riolo sanoi. ”Mutta on paljon tapoja, joilla genomi ja ohjelmakoodi ovat vertailukelpoisia.”

Cincinnatin yliopiston tutkimus osoitti, että synteettinen biologia voi olla ”seuraava merkittävä teknologinen edistysaskel mikroelektroniikan ja internetin jälkeen”.

Tämän soveltamisalueita ovat esimerkiksi uusien biopolttoaineiden kehittäminen ja lääketieteellisten hoidon kehittäminen.

Stecklin mukaan voidaan käyttää tietokonepiirien kehitystä opastamaan synteettisen elämän tuottamisen nopeutta ja kustannuksia sekä sen kehityskulkua.

Julkaistu artikkeli keskittyy vertailuun ja yhtäläisyyksiin biologisen ja digitaalisen koodikielen välillä aakkosten, sanojen ja lauseiden suhteen. Sanotaan kuitenkin, että DNA-koodaus on vain osa monimutkaisen geenien tarinaa.

Steckl on arvostettu professori, jolla on yhteiset nimitykset sähkötekniikassa, biolääketieteellisessä tekniikassa ja materiaalitekniikassa Cincinnatin yliopiston insinööritieteellisessä ja soveltavassa tieteellisessä tiedekunnassa.

“On kaikenlaisia varoituksia, mutta tarvitsemme nollatasoisen vertailun aloittaaksemme tämän tien”, Steckl sanoi. “Voimmeko vertailla ohjelmoinnin monimutkaisuutta hävittäjälentokoneen tai Mars-roverin ohjelmoinnissa sen monimutkaisuuteen, joka liittyy bakteerin genomin luomiseen? Ovathan ne samassa luokassa vai ovatko ne merkittävästi monimutkaisempia?

“Joko biologiset organismit ovat paljon monimutkaisempia ja edustavat monimutkaisinta ‘ohjelmointia’, jota on koskaan tehty — joten sitä ei voida jäljitellä keinotekoisesti — tai ne ovat samassa luokassa kuin koodin luominen F-35-hävittäjälentokoneelle tai luksusautolle, joten ehkä se on mahdollista.”

Synteettisten ihmisen genomin synteesi

Tutkimuksen mukaan geenien muokkaamisen ja genomin synteesin hinta on puolittunut noin joka toinen vuosi vuodesta 2010 lähtien, samoin kuin Mooren laki.

“Tämä tarkoittaisi, että synteettisen ihmisen genomin synteesi voisi maksaa noin miljoona dollaria, ja yksinkertaisemmat sovellukset, kuten mukautettu bakteeri, voisi olla syntetisoitu jo 4 000 dollarin hintaan”, kirjoittivat tutkijat.

“Tämä yhdistelmä voitettavissa olevasta monimutkaisuudesta ja kohtuullisesta kustannuksesta oikeuttaa akateemisen innostuksen synteettistä biologiaa kohtaan ja jatkaa innoittamasta kiinnostusta elämän sääntöihin.”

Steckl sanoo, että bio-insinööritieteellinen voisi tulla tärkeäksi lähes jokaisessa teollisuudessa ja tieteessä.

“Näen yhteyden siinä, miten tietokoneiden laskenta on kehittynyt tieteenalana. Nyt näkee raskaan tietokoneen laskennan jokaisessa tieteenalassa”, Steckl sanoi. “Näen samanlaisen kehityksen tapahtuvan biologian ja bio-insinööritieteellisen maailmassa. Biologia on joka paikassa. On mielenkiintoista nähdä, miten nämä asiat kehittyvät.”

Kun on kyse keinotekoisesta elämän luomisesta, kirjoittajat sanovat, että se on asia, josta on vastuuta.

“Se ei ole asia, jota voi ottaa kevyesti”, Steckl sanoi. “Se ei ole yksinkertaista, että meidän pitäisi tehdä se, koska me voimme. Pitäisi myös ottaa huomioon filosofiset tai jopa uskonnolliset vaikutukset.”