ბიოლოგია თამაშობს თამაშებს: ბაქტერიები ტაქტიკოსები ხდებიან

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• მარტი 14, 2024

Insight რეზიუმე

მეცნიერებმა შექმნეს ბაქტერიები, რომლებსაც შეუძლიათ ისწავლონ tic-tac-toe-ის თამაში, რაც აჩვენებს ცოცხალი უჯრედების პოტენციალს რთული ამოცანების შესასრულებლად. ეს წინსვლა მიანიშნებს მომავალზე, სადაც ბიოლოგიურმა სისტემებმა შეიძლება შეასრულონ ელექტრონული სქემების მსგავსი ფუნქციები, შესთავაზონ ახალ გზებს ჭკვიანი მასალებისა და გამოთვლითი ბიოლოგიისთვის. ჯანდაცვისა და სოფლის მეურნეობის პერსპექტივაში პერსონალიზებული მკურნალობა და მოსავლის გამძლეობა, ეს განვითარება ასევე იწვევს დისკუსიებს ეთიკის, ბიოუსაფრთხოების და ყოვლისმომცველი მარეგულირებელი ჩარჩოების საჭიროების შესახებ.

ბიოლოგია თამაშობს თამაშებს კონტექსტში

ესპანეთის კვლევით ეროვნულ საბჭოში მკვლევარებმა წარმატებით შეცვალეს E. coli ბაქტერიის შტამი 2022 წელს, რაც მას საშუალებას აძლევდა არა მხოლოდ ეთამაშა, არამედ გამოიჩინოს თავი ადამიანის მოწინააღმდეგეებთან ბრძოლაში. ეს განვითარება უფრო ღრმა კვლევაა ბიოლოგიური სისტემების შესაქმნელად, რომლებიც ბაძავენ ელექტრონულ კომპონენტებს, კონკრეტულად მათ, ვინც გამოიყენება მოწინავე კომპიუტერულ ჩიპებში. ამ ჩიპებს შეუძლიათ ადამიანის ტვინის სინაფსური აქტივობის მიბაძვა, რაც მიუთითებს გამოთვლითი ბიოლოგიის წინსვლისა და ჭკვიანური მასალის განვითარებაში.

როგორ თამაშობენ ეს ბაქტერიები tic-tac-toe-ს, აკოპირებს გადაწყვეტილების მიღების პროცესს უფრო რთულ ორგანიზმებსა და მანქანებში. მკვლევარებმა დაადგინეს კომუნიკაციის მეთოდი, რომლის საშუალებითაც ბაქტერიებს შეუძლიათ "შეიგრძნონ" თამაშის პროგრესი და შესაბამისი რეაგირება მოახდინონ ბაქტერიების ქიმიურ გარემოზე მანიპულირებით. ცილების შეცვლილი თანაფარდობა მათ გარემოში ხელს უწყობს ამ პროცესს. თავდაპირველად, ეს ბაქტერიული მოთამაშეები აკეთებენ შემთხვევით მოძრაობებს, მაგრამ მხოლოდ რვა სავარჯიშო თამაშის შემდეგ, მათ დაიწყეს ცოდნის გასაოცარი დონის ჩვენება, აჩვენეს ბაქტერიული სისტემების სწავლისა და ადაპტაციის პოტენციალი.

ეს გარღვევა იყო ნაბიჯი ბაქტერიულ სისტემებზე დაფუძნებული უფრო დახვეწილი ნერვული ქსელების განვითარებისკენ. მალე ბიოლოგიურ სისტემებს შეუძლიათ შეასრულონ რთული ამოცანები, როგორიცაა ხელნაწერის ამოცნობა, ახალი გზების გახსნა ბიოლოგიური და ელექტრონული სისტემების ინტეგრირებაში. ასეთი მიღწევები ხაზს უსვამს სინთეზური ბიოლოგიის პოტენციალს შექმნას ცოცხალი მასალები, რომლებსაც შეუძლიათ ისწავლონ, მოერგოს და დაუკავშირდნენ მათ გარემოს უპრეცედენტო გზებით.

დამრღვევი გავლენა

ჯანდაცვის სფეროში, ამ ტექნოლოგიამ შეიძლება გამოიწვიოს უფრო ეფექტური და პერსონალიზებული მკურნალობა ადაპტირებადი თერაპიის შემუშავებით, რომელიც შეიძლება განვითარდეს პაციენტის ცვალებად მდგომარეობაზე საპასუხოდ. თუმცა, არსებობს არასასურველი შედეგების რისკი, თუ ეს ბიოლოგიური სისტემები არაპროგნოზირებად იქცევიან, რაც პოტენციურად გამოიწვევს ახალ დაავადებებს ან ეთიკურ დილემებს გენეტიკური მოდიფიკაციების გარშემო. ამ განვითარებამ შეიძლება გამოიწვიოს რევოლუციურ მკურნალობაზე წვდომა, მაგრამ შეიძლება საჭირო გახდეს მკაცრი მარეგულირებელი ზედამხედველობა რისკების მართვისთვის.

სოფლის მეურნეობაში, ადაპტირებული სინთეზური ბიოლოგია გვპირდება გააუმჯობესოს სასურსათო უსაფრთხოება ისეთი კულტურების შექმნით, რომლებსაც შეუძლიათ მოერგოს სხვადასხვა კლიმატურ პირობებს, გაუძლოს მავნებლებსა და დაავადებებს და მოიტანოს უფრო მკვებავი პროდუქტი. ამ განვითარებამ შეიძლება მკვეთრად შეამციროს დამოკიდებულება ქიმიურ პესტიციდებზე და სასუქებზე. თუმცა, გენმოდიფიცირებული ორგანიზმების (გმო) გარემოში გამოშვება იწვევს შეშფოთებას ბიომრავალფეროვნებისა და გაუთვალისწინებელი ეკოლოგიური შედეგების პოტენციალის შესახებ. როგორც ასეთს, სოფლის მეურნეობისა და ბიოტექნოლოგიურ კომპანიებს შეიძლება დასჭირდეთ კომპლექსური მარეგულირებელი ლანდშაფტებისა და გმო-ს შესახებ საზოგადოების აღქმა.

მთავრობებისთვის გამოწვევა მდგომარეობს იმ პოლიტიკის შემუშავებაში, რომელიც ხელს უწყობს ინოვაციებს სინთეზურ ბიოლოგიაში და ამავე დროს იცავს საზოგადოებრივ ჯანმრთელობას და გარემოს. საერთაშორისო თანამშრომლობა შეიძლება იყოს არსებითი ადაპტაციური ბიოლოგიური სისტემების უსაფრთხო განვითარებისა და განლაგების სახელმძღვანელო მითითებების ჩამოსაყალიბებლად, რაც უზრუნველყოფს მათ პასუხისმგებლობით და ეთიკურად გამოყენებას. ამ ტექნოლოგიის ორმაგი გამოყენების ბუნება, აპლიკაციებით როგორც სამოქალაქო, ასევე სამხედრო დომენებში, კიდევ უფრო ართულებს მარეგულირებელ ძალისხმევას. ეფექტური მმართველობა მოითხოვს მუდმივ დიალოგს მეცნიერებს, პოლიტიკის შემქმნელებსა და საზოგადოებას შორის, რათა დააბალანსოს ადაპტური სინთეზური ბიოლოგიის სარგებელი მის რისკებთან.

თამაშების ბიოლოგიის შედეგები

სინთეზური ბიოლოგიის უფრო ფართო გავლენა, რომელიც დროთა განმავლობაში სწავლობს და ადაპტირდება, შეიძლება მოიცავდეს: 

• გაძლიერებული მოსავლის გამძლეობა ადაპტური სინთეზური ბიოლოგიის მეშვეობით, რაც იწვევს საკვების დეფიციტს და გაზრდის გლობალურ სასურსათო უსაფრთხოებას.
• ადაპტური სამედიცინო მკურნალობის შემუშავება, რაც იწვევს ადამიანის სიცოცხლის ხანგრძლივობის გაზრდას და დემოგრაფიული ტენდენციების შეცვლას, როგორიცაა მოსახლეობის დაბერება.
• გაზრდილი ეთიკური დებატები და საჯარო დისკურსი გენეტიკური მოდიფიკაციების მორალზე, სოციალურ ღირებულებებსა და ნორმებზე ზემოქმედების შესახებ.
• მთავრობები, რომლებიც ქმნიან საერთაშორისო თანამშრომლობას სინთეზური ბიოლოგიის ეთიკური სტანდარტების დასადგენად.
• ახალი ეკონომიკური სექტორები ორიენტირებულია სინთეზური ბიოლოგიის სერვისებისა და პროდუქტების ირგვლივ, რაც ხელს უწყობს ინოვაციებისა და სამუშაო ადგილების შექმნას.
• გარემოსდაცვითი პოლიტიკის ცვლილებები გმო-ების ველურ ბუნებაში გამოშვების ეკოლოგიური ზემოქმედების მოსაგვარებლად.
• ბიოუსაფრთხოებასთან დაკავშირებული შეშფოთების ზრდა, უბიძგებს ქვეყნებს ინვესტიციები განახორციელონ თავდაცვის მექანიზმებში პოტენციური ბიოლოგიური საფრთხეებისგან.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• როგორ შეიძლება ადაპტირებულმა სინთეზურმა ბიოლოგიამ შეცვალოს თქვენი მიდგომა პირადი ჯანმრთელობისა და კეთილდღეობის მიმართ?
• როგორ შეიძლება სინთეზურ ბიოლოგიაში მიღწევებმა შეცვალოს თქვენი სამუშაო ან ინდუსტრია?