DNA, Livets Software

DNA, Livets Software

Det følgende er et uddrag fra Livet med lysets hastighed: Fra den dobbelte helix til det digitale livs morgen , af J. Craig Venter.

For et halvt århundrede siden anslog den store evolutionære genetiker Motoo Kimura, at mængden af ​​genetisk information er steget med hundrede millioner bits i løbet af de sidste fem hundrede millioner år. DNA-kode-scriptet er kommet til at dominere den biologiske videnskab, så meget, at biologi i det enogtyvende århundrede er blevet en informationsvidenskab. Sydney Brenner, den nobelprisvindende sydafrikanske biolog, bemærkede, at kodeskriftet 'skal danne kernen i biologisk teori.' Taksonomer bruger nu DNA-stregkoder til at hjælpe med at skelne en art fra en anden. Andre er begyndt at bruge DNA i beregninger eller som et middel til at lagre information. Jeg har ledet bestræbelserne på ikke kun at læse livets digitale kode, men også at skrive den, simulere den i en computer og endda omskrive den for at danne nye levende celler.



Den 12. juli 2012, næsten syv årtier efter Schrödingers originale forelæsninger, befandt jeg mig i Dublin på invitation fra Trinity College. Jeg blev bedt om at vende tilbage til Schrödingers store tema og forsøge at give ny indsigt og svar på det dybe spørgsmål om at definere livet, baseret på moderne videnskab. Alle er stadig interesserede i svaret, af indlysende årsager, og jeg har også meget personlige. Som ung korpsmand i Vietnam havde jeg til min forbløffelse erfaret, at forskellen mellem det livløse og det livløse kan være subtilt: Et lillebitte stykke væv kan skelne en levende, åndende person fra et lig; Selv med god medicinsk behandling kan overlevelse til dels afhænge af patientens positive tænkning, af at forblive optimistisk og optimistisk, hvilket beviser, at en højere kompleksitet kan stamme fra kombinationer af levende celler.

7:30 en torsdag aften, med fordel af årtiers fremskridt inden for molekylærbiologi, gik jeg op til den samme scene, som Schrödinger optrådte på, og ligesom han optrådte foran Taoiseach, i det, der nu var Examination Hall of Trinity College , en mageløs kulisse. Under en stor lysekrone, og før portrætter af folk som William Molyneux og Jonathan Swift, så jeg ind i et publikum på fire hundrede opadvendte ansigter og de skarpe lys fra kameraer af enhver art og beskrivelse. I modsætning til Schrödingers forelæsninger vidste jeg, at mit eget ville blive optaget, live-streamet, blogget og tweetet om, da jeg endnu en gang tog fat på det spørgsmål, som min forgænger havde gjort så meget for at besvare.

I løbet af de næste tres minutter forklarede jeg, hvordan livet i sidste ende består af DNA-drevne biologiske maskiner. Alle levende celler kører på DNA-software, som leder hundredvis til tusindvis af proteinrobotter. Vi har digitaliseret livet i årtier, siden vi først fandt ud af, hvordan man læser livets software ved at sekventere DNA. Nu kan vi gå i den anden retning ved at starte med computerstyret digital kode, designe en ny form for liv, kemisk syntetisere dets DNA og derefter starte det op for at producere den faktiske organisme. Og fordi informationen nu er digital, kan vi sende den overalt med lysets hastighed og genskabe DNA'et og livet i den anden ende. Ved siden af ​​Taoiseach Enda Kenny sad min gamle selverklærede rival, James Watson. Da jeg var færdig, klatrede han op på scenen, gav mig hånden og lykønskede mig elskværdigt med 'et meget smukt foredrag.'

Livet med lysets hastighed: Fra den dobbelte helix til det digitale livs morgen

Købe

Livet med lysets hastighed , som til dels er baseret på min Trinity College-forelæsning, har til formål at beskrive de utrolige fremskridt, vi har gjort. I løbet af et enkelt liv har vi udviklet os fra Schrödingers 'aperiodiske krystal' til en forståelse af den genetiske kode til beviset, gennem konstruktion af et syntetisk kromosom og dermed en syntetisk celle, at DNA er livets software. Denne bestræbelse bygger på enorme fremskridt gennem det sidste halve århundrede, lavet af en række ekstraordinært begavede individer i laboratorier over hele verden. Jeg vil give et overblik over disse udviklinger inden for molekylær og syntetisk biologi, dels for at hylde denne episke virksomhed, dels for at anerkende bidragene fra førende vigtige videnskabsmænd. Mit mål er ikke at tilbyde en omfattende historie om syntetisk biologi, men at kaste lidt lys over kraften i det ekstraordinært samarbejdsprojekt, vi kalder videnskab.

DNA, som digitaliseret information, akkumuleres ikke kun i computerdatabaser, men kan nu transmitteres som en elektromagnetisk bølge ved eller tæt på lysets hastighed, via en biologisk teleporter, for at genskabe proteiner, vira og levende celler på et fjerntliggende sted, måske ændrer for altid, hvordan vi ser på livet. Med denne nye forståelse af livet og de seneste fremskridt i vores evne til at manipulere det, åbner døren sig for at afsløre spændende nye muligheder. Da den industrielle tidsalder lakker mod enden, er vi vidne til begyndelsen af ​​en æra med biologisk design. Menneskeheden er ved at gå ind i en ny fase af evolutionen.


Fra Livet med lysets hastighed: Fra den dobbelte helix til det digitale livs morgen , af J. Craig Venter. Genoptrykt efter aftale med Viking, et medlem af Penguin Group (USA) LLC, A Penguin Random House Company. Copyright © J. Craig Venter, 2013.