A programação de computadores e a síntese de genes parecem ter pouco em comum. Mas, de acordo com o professor da Universidade de Cincinnati, Andrew Steckl, um eminente estudioso de Ohio, avanços tecnológicos no primeiro o deixam otimista de que a fabricação de genes em larga escala é viável.
Steckl e seu aluno, Joseph Riolo, usaram a história do desenvolvimento de microchips e plataformas de software de computador em larga escala como modelo preditivo para entender outro sistema complexo, a biologia sintética. Steckl disse que o projeto foi inspirado por comentários de outro aluno de seu grupo, Eliot Gomez.

"Nenhuma analogia é perfeita. O DNA não atende a certas definições de código digital", disse Riolo, "mas há muitas maneiras pelas quais o genoma e o código do software são comparáveis".

Sua análise foi publicada na revista Scientific Reports.

De acordo com o estudo da UC, a biologia sintética tem o potencial de ser “o próximo avanço tecnológico humano de época após a microeletrônica e a internet”. Suas aplicações são ilimitadas, desde a criação de novos biocombustíveis até o desenvolvimento de novos tratamentos médicos.

Cientistas do Instituto J. Craig Venter criaram o primeiro organismo sintético em 2010, quando transplantaram um genoma artificial de Mycoplasma mycoides em outra célula bacteriana. Esse genoma artificial relativamente simples levou 15 anos para ser desenvolvido a um custo de mais de US$ 40 milhões.

Mas usando o desenvolvimento de chips de computador como guia, Steckl disse que podemos inferir que a velocidade e os custos de produzir vida sintética semelhante podem seguir uma trajetória semelhante ao desempenho e custo da eletrônica ao longo do tempo.

O artigo destaca a comparação e semelhanças entre linguagens de codificação biológica e digital em termos de alfabeto, palavras e frases. No entanto, os autores sublinham que a codificação do DNA – as combinações de adenina, guanina, timina e citosina que compõem um genoma – conta apenas parte da complexa história dos genes e omite coisas como a epigenética.

"Segundo, a funcionalidade dos bio-organismos pode ser descrita como de baixo para cima, distribuída, auto-replicante e não determinística; enquanto que o design e a funcionalidade do sistema de computador são de cima para baixo, concentrados, não (ainda) auto-replicantes e determinísticos". disse o estudo.

"Há todos os tipos de advertências, mas precisamos de uma comparação de ordem zero para começar neste caminho", disse Steckl, um distinto professor de pesquisa que detém nomeações conjuntas em engenharia elétrica, engenharia biomédica e engenharia de materiais na Faculdade de Engenharia e Aplicada da UC. Ciência.

"Podemos comparar a complexidade de programar um avião de combate ou rover de Marte com a complexidade associada à criação de um genoma de uma bactéria?" perguntou Steckl. "Eles são da mesma ordem ou são significativamente mais complicados?

"Ou os organismos biológicos são muito mais complicados e representam a 'programação' mais complicada que já foi feita - então não há como duplicá-lo artificialmente - ou talvez sejam da mesma ordem que criar a codificação para um F-35 avião de combate ou um carro de luxo, então talvez seja possível."

A Lei de Moore é um modelo preditivo para o avanço dos chips de computador. Nomeado em homenagem ao cientista da computação Gordon Moore, cofundador da Intel, sugere que os avanços na tecnologia permitem o crescimento exponencial de transistores em um único chip de computador.

E 55 anos desde que Moore elaborou sua teoria, ainda a vemos funcionando em microchips tridimensionais, mesmo que os avanços forneçam benefícios menores em desempenho e redução de energia do que avanços anteriores.

Desde 2010, segundo o estudo, o preço de editar genes e sintetizar genomas caiu pela metade a cada dois anos, de acordo com a Lei de Moore.

“Isso significaria que sintetizar um genoma humano artificial poderia custar aproximadamente 1 milhão de dólares e aplicações mais simples, como uma bactéria personalizada, poderiam ser sintetizadas por apenas US$ 4.000”, disseram os autores no estudo.

"Esta combinação de complexidade superável e custo moderado justifica o entusiasmo acadêmico pela biologia sintética e continuará a inspirar interesse nas regras da vida", concluiu o estudo.

Da mesma forma, Steckl disse que a bioengenharia pode se tornar parte integrante de praticamente todas as indústrias e ciências da mesma forma que a ciência da computação evoluiu de uma disciplina de nicho para um componente crítico de quase todas as ciências.

"Eu vejo uma correlação entre como a computação evoluiu como uma disciplina. Agora você vê computação pesada em todas as disciplinas científicas", disse Steckl. "Vejo algo semelhante acontecendo no mundo da biologia e da bioengenharia. A biologia está em toda parte. Será interessante ver como essas coisas evoluem."

Tanto Steckl quanto Riolo concordam que a capacidade de criar vida artificial não necessariamente carrega o fardo ou a autoridade moral para fazê-lo.

"Não é algo para ser tomado de ânimo leve", disse Steckl. "Não é tão simples quanto deveríamos fazer porque podemos fazê-lo. Deve-se considerar também as implicações filosóficas ou mesmo religiosas."