Как скоро работа с биологией станет такой же простой, как сейчас программирование?

Хотя мой ответ, безусловно, основан на мнении, я думаю, что ответ таков: вероятно, никогда. Причина в том, что если вы захотите сравнить генетический код человека и животных с компьютерным кодом, он будет выглядеть как 0% логики и структуры и сотни миллионов лет отладки. Так работает эволюция: создаются случайные мутации, и если они полезны, они распространяются. Компьютерное программирование также может осуществляться таким же образом с использованием генетических алгоритмов . Результаты часто эффективны, но совершенно непонятны человеку.

Уже сегодня мы можем вставить практически любую ДНК в клетку. ДНК можно было бы записать в виде длинной последовательности букв, и мы смогли бы ее синтезировать. Проблема не в технологии, а в том, что мы не знаем, что она будет делать. Поскольку понять код ДНК очень сложно, тонкие изменения, вероятно, всегда будут требовать обширных исследований и экспериментов. Код слишком запутан, чтобы изменить его так просто.

Если все животные «очень плохо написаны», мы можем спросить, насколько мы близки к написанию животных с нуля. Это также кажется очень, очень проблематичным. В отличие от жизни, наше программное обеспечение очень иерархично. Более высокий уровень программирования основан на точном переводе в ассемблерные инструкции процессора, которые полагаются на то, что процессоры очень точно выполняют множество простых задач. Даже процессор в основном представляет собой простую деталь - транзистор, многократно скопированный в очень точную структуру. Каждый уровень работает идеально и может быть полностью отделен от следующего. Это позволяет нам понимать его и эффективно писать программное обеспечение. Базовые единицы жизни — белки — гораздо более беспорядочны. Они никоим образом не работают так чисто, как транзисторы, и, вероятно, потребуется гораздо больше проб и ошибок, чтобы заставить весь механизм белков работать так, как задумано. взаимодействует с другими белками. По моим оценкам, нам могут понадобиться сотни лет, чтобы найти способ обойти это.

На этот вопрос действительно трудно ответить из-за споров о стволовых клетках , когда религиозные деятели возражают против использования человеческих эмбрионов в научных целях.

Несмотря на то, что вы упустили размышления о конечных результатах того, что каждый может играть с живыми организмами, реальное распространение будет строиться вокруг того, «какие возможности это нам дает».

Например, хотя верно то, что вы можете купить компьютер и написать свою первую программу Hello World , в случае «лабораторной науки» этого все же достаточно, чтобы позволить вам немного поиграть в лаборатории с открытием цветочных клеток, и если вы хотите хотите узнать больше, есть специализированная школа, чтобы научить вас этому.

Кроме того, компьютер в каждом доме появляется потому, что он решает более одной проблемы «общего хозяйства» (в то время как «игры» могут быть одной из них).

Короче говоря, даже если широкая публика решительно поддерживает эксперименты с ДНК, я все же верю, что устройство для экспериментов с ДНК будет частью скорее «школьной лаборатории», чем обычного домашнего хозяйства. (Значит, до общего домашнего хозяйства он никогда не дойдет).

Чтобы угадать время, я думаю, что правдоподобный горизонт для размышления составляет от 20 до 50 лет.

Но имейте в виду, что каким бы крутым устройство или технология ни звучали на бумаге, широкая общественность всегда может быть против .

Вскоре мы решим использовать мощь ДНК и биологии для помощи в вычислениях (компьютеры на основе ДНК уже существуют сегодня). Тем не менее, пройдет ДОЛГОЕ время, прежде чем мы будем комфортно возиться с существующей биологией, потому что «исходный код» слишком сложен для понимания.

Мы эволюционировали миллионы лет. «Читаемость генома» ни разу не была выбрана (на самом деле, она могла даже быть выбрана против). Весь код, написанный человеком, имеет большое значение для «читабельности», поэтому мы разрабатываем наши продукты по-другому. Например, в программировании есть мем «goto считается вредным», потому что это затрудняет чтение. Существует также философия минимизации взаимодействия потоков, потому что им трудно следовать. Продукт Nature везде использует «goto», и лучшая аналогия клеточного поведения — это миллионы взаимодействующих нитей. Многие из наших причудливых форм и функций на самом деле являются результатом «общего кода», который мутировал, чтобы быть полезным для совершенно другой цели.

Мне нравится верить, что в какой-то момент будущего нашей расы у нас будет какая-то власть над биологией. Однако я не верю, что власть будет иметь сильное сходство с сегодняшним программированием. Я ожидаю, что это будет выглядеть гораздо более тонко.

Технология генной инженерии уже позволяет нам с предельной точностью манипулировать геномами нескольких модельных организмов. Гомологическая рекомбинация в дрожжах позволяет исследователям изменять практически любую последовательность в геноме на любую, которую они хотят, и теперь разрабатываемая система CRISPR/Cas9 демонстрирует огромные перспективы для использования в более сложных многоклеточных организмах. Текущие генетические исследования обычно включают удаление последовательностей ДНК, вставку последовательностей ДНК, слияние генов вместе и вообще все, что вы можете себе представить, делая с генетической последовательностью, чтобы понять, как она работает. Это не значит, что это легко. Существуют трудоемкие точные протоколы, которым необходимо следовать, но они не всегда работают. Для этого требуются ресурсы современной лаборатории, изрядная сумма денег и большой опыт. Чтобы ребенок когда-либо смог это сделать, весь процесс должен быть автоматизирован с помощью машины. В некоторых очень хорошо финансируемых лабораториях есть робототехника, способная автоматизировать некоторые процессы, но мы еще далеки от универсального персонального устройства для генной инженерии.

Хотя в будущем можно будет быстро и дешево манипулировать геномом организма, более серьезным препятствием для создания того, что вы хотите, является знание того, что нужно изменить. Мы действительно не понимаем назначение большей части ДНК в наших геномах. Наше текущее исследование обычно включает в себя что-то, что ломается, наблюдает, что происходит, а затем придумывает модель того, что эта штука делала. Мы далеки от того, чтобы вносить целенаправленные изменения для создания пользовательских организмов.

По моему мнению, революцию в биотехнологиях, которую вы представляете, скорее всего, должна будет предшествовать революция в области вычислительной техники. Чтобы действительно получить полную модель того, как работают геномы, нам нужны мощные вычислительные модели для прогнозирования структуры и функций белков, а также для моделирования всех взаимосвязанных регуляторных сетей, управляющих всеми этими белками.

через 100 000 лет? Через 1 000 000 000 лет? Никогда?

Есть много аргументов против того, чтобы это когда-либо происходило, и еще больше аргументов, почему это никогда не произойдет в ближайшее время, если только мы не призовем научную фантазию, а также быстрые шаги к утопическим социальным улучшениям со скоростью, скажем, временной шкалы « Звездного пути» . AFAIK Star Trek не имеет такого уровня технологий (и детского доверия).

Рассмотреть возможность:

• Возиться со своим телом опасно , поэтому до тех пор, пока у нас не появится технология воскрешения, было бы безответственно предлагать широкой публике играть с генетическими манипуляциями.

• Генетическая манипуляция опасна для всего живоготем более, что для систематического изменения ДНК организма необходим мощный механизм распространения, а ДНК естественным образом мутирует. Вот почему это очень плохая идея, позволять коммерческим корпорациям фактически выпускать ГМО-культуры, не говоря уже о том, чтобы кормить ими всех, и не маркировать их. Например, ГМО-растения распространяют свои семена в окружающую среду, где они в конечном итоге распространяются на другие поля и превращают их в ГМО-растения и новые ГМО-сорта, сокращая количество не-ГМО-растений. Когда эти компании также намеренно разрабатывают продовольственные культуры так, чтобы они не могли давать семена, содержали большое количество пестицидов и т. д., они просто хотят, чтобы что-то пошло не так, потенциально необратимо. Позволить Джуниору возиться с ДНК — плохая идея, и вашему будущему обществу придется несладко.

• Аналогия о том, что ДНК похожа на программный код, скорее теоретическая и метафорическая, чем буквальная и практическая. Возиться с ДНК в семенах до тех пор, пока вы не получите каких-то положительных эффектов, в программировании эквивалентно случайной игре с чужим машинным кодом, например:За исключением того, что это очень краткая, логично написанная и небольшая программа, так что что-то с огромным количеством страниц, написанное случайным образом по своей природе, с большей частью кода, по-видимому, ничего не делающего, но, возможно, делающего что-то, и без линейного выполнения, так как некоторые это может быть частью (или частью части части системы), из-за которой волосы на подбородке Джорджа Лемюэльсона начинают седеть в возрасте 48 лет, снижая его либидо на 5% и увеличивая его шанс заболеть диабетом-А на 5%. . И вы можете вырезать и вставлять его только кусками, заменяя куски из других версий той же программы. Ваша единственная надежда состоит в том, что фрагменты, которые вам нужно вырезать и вставлять, взяты из других программ, которые были разработаны для вырезания, вставки и рекомбинации. Но, к сожалению, многие из этих комбинаций могут быть бесплодными, смертельными или раковыми. именно поэтому ГМО производится в лабораториях, где вы можете выбросить почти все свои многочисленные неудачи. Чего вы не хотите, чтобы Джуниор проделывал с собой, если только вы не хотите, чтобы он умер.