ДНК, софтуерът на живота

Следва извадка от Живот със скоростта на светлината: от двойната спирала до зората на цифровия живот , от Дж. Крейг Вентър.

Преди половин век великият еволюционен генетик Мотоо Кимура изчисли, че количеството генетична информация се е увеличило със сто милиона бита през последните петстотин милиона години. Кодовият код на ДНК доминира в биологичната наука до такава степен, че биологията през двадесет и първи век се превърна в информационна наука. Сидни Бренер, южноафриканският биолог, носител на Нобелова награда, отбеляза, че кодовият скрипт „трябва да формира ядрото на биологичната теория“. Таксономистите сега използват ДНК баркодове, за да разграничат един вид от друг. Други са започнали да използват ДНК в изчисленията или като средство за съхраняване на информация. Положих усилия не само да разчета цифровия код на живота, но и да го напиша, да го симулирам в компютър и дори да го пренапиша, за да образувам нови живи клетки.

На 12 юли 2012 г., почти седем десетилетия след оригиналните лекции на Шрьодингер, се озовах в Дъблин по покана на Тринити Колидж. Бях помолен да се върна към великата тема на Шрьодингер и да се опитам да дам нови прозрения и отговори на дълбокия въпрос за дефинирането на живота въз основа на съвременната наука. Всички все още се интересуват от отговора по очевидни причини, а аз също имам много лични. Като млад санитар във Виетнам бях научил за мое учудване, че разликата между живото и неживото може да е едва доловима: едно малко парче тъкан може да различи жив, дишащ човек от труп; дори при добро медицинско обслужване, оцеляването може да зависи отчасти от положителното мислене на пациента, от това да остане оптимистичен и оптимистичен, доказвайки, че по-висока сложност може да произтича от комбинации от живи клетки.

В 7:30 в четвъртък вечерта, с предимството на десетилетия напредък в молекулярната биология, се качих на същата сцена, на която се появи Шрьодингер, и като него се появих пред Taoiseach, в това, което сега беше изпитната зала на колежа Тринити , несравним фон. Под огромен полилей и пред портрети на хора като Уилям Молиню и Джонатан Суифт се взрях в публика от четиристотин обърнати лица и ярките светлини на фотоапарати от всякакъв вид и описание. За разлика от лекциите на Шрьодингер, аз знаех, че моите ще бъдат записани, предавани на живо, публикувани в блогове и туитвани, докато отново се занимавах с въпроса, на който моят предшественик беше направил толкова много, за да отговори.

През следващите шестдесет минути обясних как животът в крайна сметка се състои от задвижвани от ДНК биологични машини. Всички живи клетки работят с ДНК софтуер, който насочва стотици до хиляди протеинови роботи. Ние дигитализираме живота от десетилетия, откакто за първи път разбрахме как да четем софтуера на живота чрез секвениране на ДНК. Сега можем да тръгнем в другата посока, като започнем с компютъризиран цифров код, проектираме нова форма на живот, химически синтезираме неговата ДНК и след това го стартираме, за да произведем действителния организъм. И тъй като информацията вече е цифрова, можем да я изпратим навсякъде със скоростта на светлината и да пресъздадем ДНК и живота в другия край. До Taoiseach Enda Kenny седеше моят стар самопровъзгласил се съперник, Джеймс Уотсън. След като приключих, той се качи на сцената, стисна ми ръката и любезно ме поздрави за „много красива лекция“.

Живот със скоростта на светлината: от двойната спирала до зората на цифровия живот

Живот със скоростта на светлината , който се основава отчасти на моята лекция в Тринити Колидж, има за цел да опише невероятния напредък, който постигнахме. В рамките на един живот сме напреднали от „апериодичния кристал“ на Шрьодингер до разбирането на генетичния код до доказателството, чрез изграждането на синтетична хромозома и следователно на синтетична клетка, че ДНК е софтуерът на живота. Това начинание се основава на огромния напредък през последния половин век, постигнат от редица изключително надарени личности в лаборатории по целия свят. Ще направя преглед на тези разработки в молекулярната и синтетичната биология, отчасти за да отдам почит на това епично начинание, отчасти за да призная приноса на ключови водещи учени. Моята цел не е да предложа изчерпателна история на синтетичната биология, а да хвърля малко светлина върху силата на това изключително кооперативно начинание, което наричаме наука.

ДНК, като цифровизирана информация, не само се натрупва в компютърни бази данни, но вече може да се предава като електромагнитна вълна със или близка до скоростта на светлината, чрез биологичен телепорт, за да пресъздаде протеини, вируси и живи клетки на отдалечено място, може би променяйки завинаги начина, по който гледаме на живота. С това ново разбиране за живота и скорошния напредък в способността ни да го манипулираме, вратата се отваря, за да разкрием вълнуващи нови възможности. Тъй като индустриалната епоха наближава своя край, ние сме свидетели на зората на ерата на биологичния дизайн. Човечеството е на път да навлезе в нова фаза на еволюция.

от Живот със скоростта на светлината: от двойната спирала до зората на цифровия живот , от Дж. Крейг Вентър. Препечатано по споразумение с Viking, член на Penguin Group (USA) LLC, A Penguin Random House Company. Авторско право © Дж. Крейг Вентър, 2013 г.