Cercetările sugerează o relație între cipuri de calculator și sinteza genelor

O nouă cercetare de la Universitatea din Cincinnati sugerează că viața sintetică ar putea fi creată în viitorul apropiat pe baza unei comparații cu evoluția cipurilor de calculator.

Andrew Steckl, profesor la universitate și Ohio Eminent Scholar, este încrezător că progresele majore în sinteza genelor ar putea aduce în curând o producție pe scară largă de gene. Lucrând împreună cu studentul său Joseph Riolo, cei doi au utilizat istoria dezvoltării microprocesoarelor și a platformelor de software pe scară largă pentru a crea un model predictiv. Acest model a fost apoi utilizat pentru a înțelege biologia sintetică.

Înțelegerea biologiei sintetice

„Nici o analogie nu este perfectă. ADN-ul nu îndeplinește anumite definiții ale codului digital”, a spus Riolo. „Dar există multe moduri în care genomul și codul software sunt comparabile.”

Studiul de la UC a demonstrat că biologia sintetică are potențialul de a fi „următoarea avansare tehnologică epochală a omenirii, după microelectronică și internet.”

Există multe aplicații potențiale pentru acest lucru, cum ar fi crearea de noi biocombustibili pentru a dezvolta tratamente medicale.

Conform lui Steckl, putem utiliza dezvoltarea cipurilor de calculator ca o ghidare pentru a infera viteza și costurile de producere a vieții sintetice și a traiectoriei pe care ar putea-o urma.

Articolul publicat se concentrează pe comparația și asemănările dintre limbajele de codare biologic și digital, în ceea ce privește alfabetul, cuvintele și propozițiile. Cu toate acestea, autorii spun că codarea ADN-ului este doar o parte a unei povești complexe a genelor.

Steckl este un profesor distins care deține numiri conjuncte în inginerie electrică, inginerie biomedicală și inginerie materialelor în Colegiul de Inginerie și Științe Aplicate al UC.

“Există tot felul de avertismente, dar avem nevoie de o comparație de ordin zero pentru a începe pe acest drum”, a spus Steckl. “Putem compara complexitatea programării unui avion de luptă sau a unui rover de pe Marte cu complexitatea asociată cu crearea genomului unei bacterii? Sunt ele de același ordin sau sunt semnificativ mai complicate?

“Either organismele biologice sunt mult mai complicate și reprezintă cea mai complicată „programare” care a fost vreodată făcută — astfel încât nu există nici o modalitate de a o duplica artificial — sau poate că sunt de același ordin ca și crearea codului pentru un avion de luptă F-35 sau o mașină de lux, astfel încât poate fi posibil.”

Sintetizarea genomului uman artificial

Conform studiului, prețul de editare a genelor și de sinteză a genomului a fost redus aproximativ la jumătate în fiecare doi ani, începând cu 2010, similar cu Legea lui Moore.

“Acest lucru ar însemna că sintetizarea unui genom uman artificial ar putea costa aproximativ 1 milion de dolari, iar aplicații mai simple, cum ar fi o bacterie personalizată, ar putea fi sintetizate pentru aproximativ 4.000 de dolari”, au spus autorii.

“Această combinație de complexitate surmontabilă și cost moderat justifică entuziasmul academic pentru biologia sintetică și va continua să inspire interesul pentru regulile vieții.”

Steckl spune că ingineria bio ar putea deveni crucială pentru aproape toate industriile și științele.

“Văd o corelație între modul în care calcularea a evoluat ca disciplină. Acum vezi calculatoare puternice în fiecare disciplină științifică”, a spus Steckl. “Văd ceva similar întâmplându-se în lumea biologiei și ingineriei bio. Biologia este peste tot. Va fi interesant de văzut cum se vor dezvolta aceste lucruri.”

În ceea ce privește crearea vieții artificiale, autorii spun că este ceva care implică o responsabilitate enormă.

“Nu este ceva care ar trebui luat ușor”, a spus Steckl. “Nu este atât de simplu încât ar trebui să o facem pentru că putem s-o facem. Trebuie să se ia în considerare și implicațiile filosofice sau chiar religioase.”