La programación informática y la síntesis de genes parecen tener poco en común. Pero según el profesor de la Universidad de Cincinnati, Andrew Steckl, un erudito eminente de Ohio, los avances tecnológicos en el primero lo hacen optimista de que se puede lograr la fabricación de genes a gran escala.

Steckl y su alumno, Joseph Riolo, utilizaron la historia del desarrollo de microchips y plataformas de software de computadora a gran escala como modelo predictivo para comprender otro sistema complejo, la biología sintética. Steckl dijo que el proyecto se inspiró en los comentarios de otro estudiante de su grupo, Eliot Gomez.

"Ninguna analogía es perfecta. El ADN no cumple con ciertas definiciones de código digital", dijo Riolo, "pero hay muchas maneras en que el genoma y el código de software son comparables".

Su análisis fue publicado en la revista Scientific Reports.

Según el estudio de la UC, la biología sintética tiene el potencial de ser "el próximo avance tecnológico humano de época después de la microelectrónica e Internet". Sus aplicaciones son ilimitadas, desde la creación de nuevos biocombustibles hasta el desarrollo de nuevos tratamientos médicos.

Los científicos del Instituto J. Craig Venter crearon el primer organismo sintético en 2010 cuando trasplantaron un genoma artificial de Mycoplasma mycoides a otra célula bacteriana. Este genoma artificial relativamente simple tardó 15 años en desarrollarse a un costo de más de $40 millones.

Pero al usar el desarrollo de chips de computadora como guía, Steckl dijo que podemos inferir que la velocidad y los costos de producir vida sintética similar podrían seguir una trayectoria similar a la del rendimiento y el costo de la electrónica con el tiempo.

El artículo destaca la comparación y las similitudes entre los lenguajes de codificación biológicos y digitales en términos de alfabeto, palabras y oraciones. Sin embargo, los autores subrayan que la codificación del ADN (las combinaciones de adenina, guanina, timina y citosina que forman un genoma) solo cuenta una parte de la compleja historia de los genes y omite aspectos como la epigenética.

"En segundo lugar, la funcionalidad de los bioorganismos se puede describir como de abajo hacia arriba, distribuida, autorreplicante y no determinista; mientras que el diseño y la funcionalidad de los sistemas informáticos son de arriba hacia abajo, concentrados, no (todavía) autorreplicantes y deterministas". dijo el estudio.

"Hay todo tipo de advertencias, pero necesitamos una comparación de orden cero para comenzar por este camino", dijo Steckl, un distinguido profesor de investigación que tiene nombramientos conjuntos en ingeniería eléctrica, ingeniería biomédica e ingeniería de materiales en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC. Ciencia.

"¿Podemos comparar la complejidad de programar un avión de combate o un vehículo explorador de Marte con la complejidad asociada con la creación del genoma de una bacteria?" preguntó Steckl. "¿Son del mismo orden o son significativamente más complicados?

"O bien los organismos biológicos son mucho más complicados y representan la 'programación' más complicada que jamás se haya hecho, por lo que no hay forma de que puedas duplicarlos artificialmente, o tal vez sean del mismo orden que la creación de la codificación para un F-35 avión de combate o un coche de lujo, así que tal vez sea posible".

La Ley de Moore es un modelo predictivo para el avance de los chips de computadora. Llamado así por el científico informático Gordon Moore, cofundador de Intel, sugiere que los avances tecnológicos permiten un crecimiento exponencial de los transistores en un solo chip de computadora.

Y 55 años desde que Moore redactó su teoría, todavía la vemos en funcionamiento en microchips tridimensionales, incluso si los avances brindan beneficios menores en rendimiento y reducción de potencia que los avances anteriores.

Desde 2010, según el estudio, el precio de editar genes y sintetizar genomas se ha reducido aproximadamente a la mitad cada dos años, tal como sugiere la Ley de Moore.

"Esto significaría que sintetizar un genoma humano artificial podría costar aproximadamente 1 millón de dólares y aplicaciones más simples como una bacteria personalizada podrían sintetizarse por tan solo 4000 dólares", dijeron los autores en el estudio.

"Esta combinación de complejidad superable y costo moderado justifica el entusiasmo académico por la biología sintética y seguirá inspirando interés en las reglas de la vida", concluyó el estudio.

Del mismo modo, Steckl dijo que la bioingeniería podría convertirse en parte integral de prácticamente todas las industrias y ciencias de la misma manera que la informática evolucionó de una disciplina de nicho a un componente crítico de la mayoría de las ciencias.

"Veo una correlación entre cómo ha evolucionado la informática como disciplina. Ahora ves la informática de trabajo pesado en todas las disciplinas científicas", dijo Steckl. "Veo que sucede algo similar en el mundo de la biología y la bioingeniería. La biología está en todas partes. Será interesante ver cómo evolucionan estas cosas".

Tanto Steckl como Riolo están de acuerdo en que la capacidad de crear vida artificial no conlleva necesariamente la carga o la autoridad moral para hacerlo.

"No es algo que deba tomarse a la ligera", dijo Steckl. "No es tan simple como deberíamos hacerlo porque podemos hacerlo. También se deben considerar las implicaciones filosóficas o incluso religiosas".