Биомастерская: Новый взгляд на биологические науки как инженерные дисциплины

перевод
ph_piter 7 июля 2015 в 12:18 10,7k
Оригинал: Mike Loukides
Здравствуйте все.

Сегодня мы предлагаем вашему вниманию очередную экспериментальную публикацию. Кажется, впервые нам удалось найти в активе О'Рейли не столько техническую, сколько научно-популярную книгу.

Несомненно, в нашем веке доктор Моро и доктор Сальватор сильно уступают по популярности доктору Хаусу, однако наука не стоит на месте, вслед за Димой появляется Люба, а в издательстве «O'Reilly» выходит вот такая работа:



Материал об этой книге с «Радара О'Рейли» является уже не первой публикацией Майка Лукидеса на завораживающую тему синтетической биологии, однако мы полагаем, что именно этот краткий обзор станет самой запоминающейся статьей, которую вы прочитаете сегодня. При этом будем весьма благодарны за конструктивную критику и участие в опросе.


Выход синтетической биологии за пределы лабораторий может породить новые стартапы, новые бизнес-модели и совершенно новую экономику


.
Что должно произойти, чтобы революция в биологических науках увенчалась успехом? Каковы необходимые условия для этого?

Я уже не раз сравнивал революцию в биологии и в информатике. В истории информатики одна из важнейших перемен произошла, когда компьютеры вышли из лабораторий (машинных залов с высокими потолками, кондиционерами, необычными огнетушителями) в наши дома. Компьютеры перестали восприниматься как машины, обслуживаемые армией инженеров в белых халатах (и ломающиеся по несколько раз на день) и превратились в технику для обычных людей. Тем временем и среди программистов все чаще стали попадаться люди без специального образования и академических степеней — подростки, студенты, любители — код начали писать все подряд. С удовольствием.

Сегодня в биологии происходит нечто подобное. Но, чтобы сделать следующий шаг, мы должны внимательнее присмотреться: что должно произойти в биологии, чтобы она вышла из лаборатории.

Стоит только познакомиться с синтетической биологией — и восклицаешь: «Круто! Светящиеся растения! Лекарство от диабета — разработка клеток, синтезирующих инсулин! Воскрешение мамонтов!» Но истинная суть синтетической биологии заключается в ином. Да, специалисты по этой науке интересуются такими проектами и участвуют в них, однако цели новой науки гораздо глубже. Как перевести генетические манипуляции из области науки в плоскость инженерии? Что это будет означать? Проблема в том, что подобные операции осуществимы уже сейчас во множестве лабораторий (пожалуй, кроме воскрешения мамонта, но и здесь нет непреодолимых препятствий), но нам пока не хватает надежности. Предсказуемости таких операций. Мы можем изменить ДНК организма, но никогда не уверены на 100% в результате.

Сравним ситуацию с электроникой. В начале XX века, экспериментируя с электроникой, инженеру приходилось самостоятельно изготавливать все детали. Разрядники, диоды, обмотанные вручную катушки и пр. Если вы сами собирали такую аппаратуру, то у вас были шансы, что она заработает, но только неплохие шансы. Современная электроника началась, когда самодельные схемы уступили место стандартным деталям, имевшим заданные свойства, предусматривавшим стандартизированные способы подключения деталей, а также стандартизированные цепи для выполнения определенных функций (усилители, логические элементы и др.). В результате вы сегодня можете пойти в магазин, купить iPhone и быть на 100% уверены, что он будет работать. Практически исключено, что когда вы включите устройство, оно задымит или просто не отреагирует.

Биологии предстоит такой же переход от лабораторной науки к инженерной дисциплине. Мы уже умеем обращаться с генетикой, но не знаем, как добиться надежности в таких опытах. У нас пока нет каталога стандартных компонентов, которые бы работали в точности как следует и были полностью предсказуемы в любой момент времени. Мы работаем над этим. Мы умеем интегрировать гены в организмы, но пока не умеем конструировать генетические схемы, которые бы не уступали по надежности электронной начинке вашего компьютера или ноутбука. Любой инженер знает, что всегда существует множество способов решения проблемы, но эффективность различных подобных решений отличается. Любой биолог знает, что существует несколько вариантов модификации метаболического пути для достижения определенной цели, но мы пока не знаем, какие из решений наиболее надежны или эффективны.

Это и есть суть синтетической биологии, о которой рассказывает книга «Биомастерская». Лабораторные работы очень важны. В предлагаемой книге описано множество экспериментов, которые можно опробовать и в учебной лаборатории, и дома. Однако, на самом деле, книга «Биомастерская» посвящена переосмыслению биологии в духе инженерной специальности. Можно ли добиться в биологии такой же надежности, как в информатике? Можно ли научиться дорабатывать ДНК таким образом, чтобы при внедрении этой ДНК в организм она давала в точности такой эффект, которого мы добиваемся? Так, можно ли получить осветительное устройство, кодированное при помощи ДНК, с не менее надежной спецификацией, чем у резисторов 47K, 1/4W, которые можно заказать у Mouser? Более того, смогу ли я создать бактерий, которые будут прицельно атаковать раковые клетки, диагностировать болезни, изготавливать строительные материалы и т.д.? Могут ли подобные разработки стать товаром, а не просто экспериментальными и исследовательскими проектами? Перезагрузка биологии начинается в лаборатории, а закончиться может в новых стартапах, бизнес-моделях и породить совершенно новую экономику.

Мы движемся к этому. Книга «Биомастерская» призвана указать путь в такое будущее и пригласить в дорогу всех – студентов, преподавателей, энтузиастов.
Проголосовать:
+9
Сохранить: