Исследования Предполагают Связь Между Компьютерными Чипами и Синтезом Генов

Новые исследования из Университета Цинциннати предполагают, что синтетическая жизнь может быть создана в ближайшем будущем на основе сравнения с эволюцией компьютерных чипов.

Эндрю Стекл, профессор университета и заслуженный ученый штата Огайо, уверен, что значительные достижения в синтезе генов могут вскоре привести к широкомасштабному производству генов. Работая со своим студентом Джозефом Риоло, они использовали историю разработки микрочипов и крупномасштабных программных платформ для создания прогностической модели. Эта модель затем была использована для понимания синтетической биологии.

Понимание Синтетической Биологии

«Нет идеальной аналогии. ДНК не соответствует определенным определениям цифрового кода», – сказал Риоло. «Но есть много способов, которыми геном и программный код сравнимы».

Исследование Университета Цинциннати показало, что синтетическая биология имеет потенциал стать «следующим эпохальным технологическим достижением человека после микроэлектроники и интернета».

Есть много потенциальных применений для этого, от создания новых видов биотоплива до разработки методов лечения.

По словам Стекла, мы можем использовать развитие компьютерных чипов как руководство для вывода скорости и стоимости производства синтетической жизни и траектории, которой она может следовать.

Опубликованная статья фокусируется на сравнении и сходствах между биологическими и цифровыми языками программирования в терминах алфавита, слов и предложений. С учетом этого, авторы говорят, что кодирование ДНК является только частью сложной истории генов.

Стекл – заслуженный профессор, который имеет совместные назначения в области электротехники, биомедицинской инженерии и материаловедения в Колледже инженерии и прикладных наук Университета Цинциннати.

«Есть все виды оговорок, но нам нужно сравнение нулевого порядка, чтобы начать этот путь», – сказал Стекл. «Можем ли мы сравнить сложность программирования истребителя или марсохода с сложностью, связанной с созданием генома бактерии? Являются ли они одного порядка или они значительно более сложны?

«Или биологические организмы намного более сложны и представляют собой наиболее сложное «программирование», которое когда-либо было сделано – так что нет способа повторить его искусственно – или, может быть, они одного порядка с созданием кода для истребителя F-35 или роскошной машины, так что, может быть, это возможно».

Синтез Искусственных Геномов Человека

По данным исследования, стоимость редактирования генов и синтеза геномов примерно уменьшалась вдвое каждые два года с 2010 года, подобно закону Мура.

«Это означало бы, что синтез искусственного генома человека может стоить примерно 1 миллион долларов, и более простые применения, такие как создание бактерий на заказ, могут быть синтезированы за такую же низкую цену, как 4 000 долларов», – сказали авторы.

«Это сочетание преодолимой сложности и умеренной стоимости оправдывает академический энтузиазм по отношению к синтетической биологии и будет продолжать вдохновлять интерес к правилам жизни».

Стекл говорит, что биоинженерия может стать крайне важной для почти каждой отрасли и науки.

«Я вижу корреляцию между тем, как эволюционирует вычислительная техника как дисциплина. Теперь вы видите интенсивные вычисления в каждой научной дисциплине», – сказал Стекл. «Я вижу что-то подобное, происходящее в мире биологии и биоинженерии. Биология везде. Будет интересно посмотреть, как эти вещи эволюционируют».

Что касается создания искусственной жизни, авторы говорят, что это нечто, что несет в себе огромную ответственность.

«Это не то, что следует принимать легко», – сказал Стекл. «Это не так просто, как мы должны сделать это, потому что мы можем сделать это. Также следует учитывать философские или даже религиозные последствия».