งานวิจัยชี้ความสัมพันธ์ระหว่างชิปคอมพิวเตอร์กับการสังเคราะห์ยีน

การวิจัยใหม่จากมหาวิทยาลัยซินซินนาติแนะนำว่าชีวิตซินเทติกอาจถูกสร้างขึ้นในอนาคตอันใกล้โดยอาศัยการเปรียบเทียบกับการพัฒนาของไมโครชิป

Andrew Steckl ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยและ Ohio Eminent Scholar มั่นใจว่าการพัฒนาที่สำคัญในด้านการสังเคราะห์ยีนอาจนำไปสู่การผลิตยีนในวงกว้างในไม่ช้า โดยทำงานร่วมกับนักศึกษา Joseph Riolo ทั้งสองใช้ประวัติการพัฒนาของไมโครชิปและแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่เพื่อสร้างแบบจำลองที่สามารถทำนายได้ จากนั้นใช้แบบจำลองนี้เพื่อทำความเข้าใจชีววิทยาซินเทติก

ความเข้าใจชีววิทยาซินเทติก

“ไม่มีการเปรียบเทียบที่สมบูรณ์แบบ ดีเอ็นเอไม่ตรงตามคำจำกัดความบางประการของโค้ดดิจิทัล” Riolo กล่าว “แต่มีหลายวิธีที่จีโนมและโค้ดซอฟต์แวร์สามารถเปรียบเทียบได้”

การศึกษาของมหาวิทยาลัยซินซินนาติแสดงให้เห็นว่าชีววิทยาซินเทติกมีศักยภาพที่จะกลายเป็น “ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีครั้งสำคัญในยุคถัดไปของมนุษยชาติหลังจากไมโครอิเล็กทรอนิกส์และอินเทอร์เน็ต”

มีหลายแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้สำหรับสิ่งนี้ เช่น การสร้างไบโอฟิวเอลใหม่เพื่อพัฒนาการรักษาทางการแพทย์

ตาม Steckl เราสามารถใช้การพัฒนาของไมโครชิปเป็นแนวทางในการอนุมานความเร็วและต้นทุนในการผลิตชีวิตซินเทติกและแนวทางที่มันอาจตามมา

บทความที่ตีพิมพ์เน้นไปที่การเปรียบเทียบและความคล้ายคลึงกันระหว่างภาษาโค้ดดิจิทัลและชีววิทยาในแง่ของตัวอักษร คำ และประโยค โดยกล่าวว่าโค้ดดีเอ็นเอเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเรื่องราวที่ซับซ้อนของยีน

Steckl เป็นศาสตราจารย์ที่มีชื่อเสียงซึ่งดำรงตำแหน่งร่วมในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมชีวการแพทย์ และวิศวกรรมวัสดุใน College of Engineering and Applied Science ของมหาวิทยาลัยซินซินนาติ

“มีหลายข้อจำกัด แต่เราต้องการการเปรียบเทียบที่เริ่มต้นเพื่อเดินไปตามถนนนี้” Steckl กล่าว “เราสามารถเปรียบเทียบความซับซ้อนของการเขียนโปรแกรมเครื่องบินรบหรือรถสำรวจดาวอังคารกับความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างจีโนมของแบคทีเรียหรือไม่? ว่าพวกมันอยู่ในลำดับที่เท่ากันหรือซับซ้อนมาก”

“ทางหนึ่งคือสิ่งมีชีวิตซับซ้อนกว่ามาก และเป็นการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยมีมา จนไม่อาจสร้างซ้ำขึ้นมาอย่างประดิษฐ์ได้ อีกทางหนึ่งคืออาจซับซ้อนในระดับเดียวกับการเขียนโค้ดให้เครื่องบินรบ F-35 หรือรถยนต์หรู ดังนั้นอาจเป็นไปได้”

การสร้างจีโนมซินเทติกของมนุษย์

ตามการศึกษา ต้นทุนในการแก้ไขยีนและการสังเคราะห์จีโนมลดลงครึ่งหนึ่งทุกๆ 2 ปีตั้งแต่ปี 2010 คล้ายกับกฎของ Moore

“ซึ่งหมายความว่าการสร้างจีโนมซินเทติกของมนุษย์อาจมีต้นทุนประมาณ 1 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ และแอปพลิเคชันที่ง่ายกว่า เช่น แบคทีเรียที่กำหนดเอง อาจถูกสังเคราะห์เป็นราคาเพียง 4,000 ดอลลาร์” ผู้เขียนกล่าว

“การผสมผสานความซับซ้อนที่สามารถเอาชนะได้และต้นทุนที่เหมาะสมทำให้เกิดความกระตือรือร้นในด้านชีววิทยาซินเทติกและจะยังคงสร้างความสนใจในกฎของชีวิต”

Steckl กล่าวว่าชีววิศวกรรมอาจกลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์เกือบทุกสาขา

“ฉันเห็นความสัมพันธ์ระหว่างวิธีการที่การคำนวณได้พัฒนาไปในฐานะสาขาวิชา ตอนนี้คุณเห็นการคำนวณหนักๆ ในทุกสาขาวิทยาศาสตร์” Steckl กล่าว “ฉันเห็นสิ่งเดียวกันเกิดขึ้นในโลกของชีววิทยาและชีววิศวกรรม ชีววิทยาเป็นทุกที่ มันจะน่าสนใจที่จะเห็นว่าสิ่งเหล่านี้จะพัฒนาไปอย่างไร”

เกี่ยวกับการสร้างชีวิตซินเทติก ผู้เขียนกล่าวว่ามันเป็นสิ่งที่มีความรับผิดชอบอย่างมาก

“มันไม่ใช่สิ่งที่ควรทำอย่างไม่คิดถึง” Steckl กล่าว “มันไม่ใช่เรื่องง่ายๆ ที่เราควรทำเพราะเราสามารถทำได้ ควรพิจารณาผลกระทบทางปรัชญาหรือแม้กระทั่งทางศาสนา”