DNA, softvér života

DNA, softvér života

Nasleduje úryvok z Život rýchlosťou svetla: Od dvojitej špirály po úsvit digitálneho života , od J. Craiga Ventera.

Pred polstoročím veľký evolučný genetik Motoo Kimura odhadol, že množstvo genetickej informácie sa za posledných päťsto miliónov rokov zvýšilo o sto miliónov bitov. Kódový skript DNA ovládol biologickú vedu natoľko, že sa biológia v dvadsiatom prvom storočí stala informačnou vedou. Sydney Brenner, juhoafrický biológ, nositeľ Nobelovej ceny, poznamenal, že kódový scenár „musí tvoriť jadro biologickej teórie“. Taxonómovia teraz používajú čiarové kódy DNA, aby pomohli rozlíšiť jeden druh od druhého. Iní začali používať DNA vo výpočtoch alebo ako prostriedok na ukladanie informácií. Viedol som úsilie nielen čítať digitálny kód života, ale aj písať, simulovať ho v počítači a dokonca ho prepisovať, aby vytvoril nové živé bunky.



12. júla 2012, takmer sedem desaťročí po pôvodných Schrödingerových prednáškach, som sa na pozvanie Trinity College ocitol v Dubline. Požiadali ma, aby som sa vrátil k veľkej Schrödingerovej téme a pokúsil sa poskytnúť nové poznatky a odpovede na hlbokú otázku definovania života na základe modernej vedy. Zo zrejmých dôvodov stále každého zaujíma odpoveď a ja mám tiež veľmi osobné. Ako mladý korzár vo Vietname som sa k svojmu úžasu naučil, že rozdiel medzi živým a neživým môže byť jemný: malý kúsok tkaniva dokáže rozlíšiť živého, dýchajúceho človeka od mŕtvoly; aj pri dobrej lekárskej starostlivosti môže prežitie čiastočne závisieť od pacientovho pozitívneho myslenia, od toho, že zostane optimistický a optimistický, čo dokazuje, že z kombinácie živých buniek môže vyplývať vyššia komplexnosť.

Vo štvrtok večer o 7:30 som s úžitkom z desaťročí pokroku v molekulárnej biológii prišiel na to isté pódium, na ktorom sa objavil Schrödinger a ako on predstúpil pred Taoiseach, v terajšej skúšobnej sále Trinity College. , bezkonkurenčné pozadie. Pod obrovským lustrom a pred portrétmi ako William Molyneux a Jonathan Swift som hľadel do publika pozostávajúcej zo štyroch stoviek prevrátených tvárí a jasných svetiel fotoaparátov každého druhu a popisu. Na rozdiel od Schrödingerových prednášok som vedel, že moje vlastné sa budú nahrávať, vysielať naživo, blogovať a tweetovať, keď som opäť riešil otázku, na zodpovedanie ktorej urobil môj predchodca veľa.

Počas nasledujúcich šesťdesiatich minút som vysvetlil, ako sa život v konečnom dôsledku skladá z biologických strojov poháňaných DNA. Všetky živé bunky bežia na DNA softvéri, ktorý riadi stovky až tisíce proteínových robotov. Digitalizujeme život už desaťročia, odkedy sme prvýkrát prišli na to, ako čítať softvér života sekvenovaním DNA. Teraz môžeme ísť opačným smerom tým, že začneme s počítačovým digitálnym kódom, navrhneme novú formu života, chemicky syntetizujeme jej DNA a potom ju spustíme, aby sme vytvorili skutočný organizmus. A pretože informácie sú teraz digitálne, môžeme ich poslať kdekoľvek rýchlosťou svetla a znovu vytvoriť DNA a život na druhom konci. Vedľa Taoiseacha Endu Kennyho sedel môj starý samozvaný rival James Watson. Keď som skončil, vyliezol na pódium, podal mi ruku a láskavo mi zablahoželal k „veľmi krásnej prednáške“.

Život rýchlosťou svetla: Od dvojitej špirály po úsvit digitálneho života

Kúpiť

Život rýchlosťou svetla , ktorá je čiastočne založená na mojej prednáške na Trinity College, je určená na opísanie neuveriteľného pokroku, ktorý sme dosiahli. V priebehu jediného života sme pokročili od Schrödingerovho „aperiodického kryštálu“ k pochopeniu genetického kódu k dôkazu, prostredníctvom konštrukcie syntetického chromozómu a teda syntetickej bunky, že DNA je softvérom života. Toto úsilie stavia na obrovskom pokroku za posledné polstoročie, ktorý urobil celý rad mimoriadne nadaných jednotlivcov v laboratóriách po celom svete. Poskytnem prehľad tohto vývoja v molekulárnej a syntetickej biológii, sčasti, aby som vzdal hold tomuto epickému podniku, sčasti, aby som ocenil prínos kľúčových popredných vedcov. Mojím cieľom nie je ponúknuť komplexnú históriu syntetickej biológie, ale vrhnúť trochu svetla na silu tohto mimoriadne kooperatívneho podniku, ktorý nazývame veda.

DNA ako digitalizovaná informácia sa nielen hromadí v počítačových databázach, ale teraz môže byť prenášaná ako elektromagnetická vlna rýchlosťou svetla alebo blízko nej, prostredníctvom biologického teleportu, aby znovu vytvorila proteíny, vírusy a živé bunky na vzdialenom mieste, možno. navždy zmení náš pohľad na život. S týmto novým chápaním života a nedávnym pokrokom v našej schopnosti s ním manipulovať sa dvere pootvárajú a odhaľujú vzrušujúce nové možnosti. Ako sa priemyselný vek blíži ku koncu, sme svedkami úsvitu éry biologického dizajnu. Ľudstvo sa chystá vstúpiť do novej fázy evolúcie.


Od Život rýchlosťou svetla: Od dvojitej špirály po úsvit digitálneho života , od J. Craiga Ventera. Pretlačené po dohode s Vikingom, členom Penguin Group (USA) LLC, A Penguin Random House Company. Copyright © J. Craig Venter, 2013.