¿Es posible que haya un lenguaje de programación vital en el futuro?

OK, entonces esto no es tan simple como Ken y William lo hacen parecer (sin ofender). En primer lugar, la secuencia de ADN no es el equivalente del código de máquina. (Perdón ken). Con el código de máquina, lo que codifica es lo que obtiene. Con el ADN, eso no es exactamente correcto. En primer lugar, el código de ADN es promiscuo: 64 codones codifican para 20 alfa-aminoácidos (AA) utilizados en todos los organismos (3 no lo son). Si bien la lectura / escritura ~ 3: 1 proporciona la misma secuencia AA, también es la base de mutaciones que no son evidentes en el código de máquina (a menos que sean un error humano). Luego, el empalme alternativo permite que el código de ADN proporcione diferentes proteínas. Dependiendo de su fuente, hay 50,000 a 100,000+ proteínas en una célula. Estos están codificados por ~ 20,000 genes. Sobre la base de esta flexibilidad básica del lenguaje se encuentran los elementos reguladores cis y trans (es decir, de la misma cadena de ADN, de otras cadenas (simplificado). En capas se encuentran las funciones reguladoras epigeníticas de la célula. Es decir, muchas funciones dentro de la célula y su respuesta a su entorno externo tienen un impacto en la expresión y actividad de los genes. Otro nivel de complejidad es un grupo bastante grande de ARN reguladores que no codifican proteínas, pero regulan la expresión, afectan la función y la abundancia relativa de ARNm (los que codifican las proteínas).

Entonces, un “lenguaje de programación de vida” en el sentido que quiso decir el interrogador no llegará pronto (Lo siento, William). Es demasiado complejo. Claro, podemos insertar genes y hacer un gato fluorescente (muy bueno por cierto), pero la codificación de especies probablemente unos pocos milenios después. Tal vez ocurra antes para organismos simples que se parecen a E. coli. La biología sintética está avanzando en esta área. Pero nuevas especies complejas, no pronto y éticamente desafiadas.

El problema es realmente uno de complejidad espacial. Todo en la célula tiene el potencial de interactuar con todo lo demás. Las células se han vuelto complejas no diseñando estas interacciones racionalmente, sino esencialmente probando cosas aleatorias y manteniendo lo que funciona. En el camino, se han topado con muchas formas interesantes de modularizar su lógica (reutilización de genes, redes reguladoras, proteínas multidominio, exones, orgánulos, núcleos, etc.), pero el diseño racional de los sistemas celulares es difícil simplemente porque la naturaleza de Las interacciones moleculares son desordenadas y difíciles de predecir.

La comunidad de biología sintética está tratando de hacer avances aquí, y las personas tienen cada vez más éxito en predecir el resultado de eventos en sistemas simples (por ejemplo, dos o tres genes trabajando juntos), pero sería familiar tener un verdadero lenguaje de programación como informático. con él, necesitaría tener un marco extremadamente robusto para este tipo de predicción.

Muchas personas argumentan que, debido a la naturaleza de estos sistemas, la única forma de predecir realmente su comportamiento es simularlos hasta el nivel atómico, lo cual es extremadamente insostenible, incluso con la Ley de Moore aumentando el poder de las computadoras anualmente.

A corto plazo, es más probable que los biólogos sintéticos usen una combinación de diseño racional y evolución dirigida, de modo que un ‘programador’ comience con un sistema ‘con errores’ o ‘inestable’ y luego realice una gran cantidad de mutaciones a su ‘código’ de ADN y busque variantes que se comporten mejor. Las personas han estado haciendo este tipo de trabajo durante mucho tiempo, y la reducción en el costo de sintetizar ADN permitirá a las personas probar muchos millones de variantes simultáneamente. Por ejemplo: http://www.synberc.org/content/a …, http://arstechnica.com/science/n

Otra vía interesante es el potencial para comenzar desde cero, utilizando pequeños bloques de construcción moleculares para recrear sistemas autorreplicantes de una manera que sería ortogonal a la biología tradicional. Un sistema diseñado adecuadamente podría ser más modular y predecible que la biología ‘real’, y permitiría un diseño menos ‘desordenado’. Por ejemplo: http://en.wikipedia.org/wiki/DNA

Si te refieres a un lenguaje de programación de alto nivel para biología sintética, hay algunos de ellos. Por ejemplo, Microsoft Research creó un lenguaje y un compilador (GEC), e incluso tienen una patente pendiente (USPO 12 / 552,829) sobre esto.

El Eugene es otro idioma para el diseño del genoma.

La secuencia de ADN es el equivalente orgánico al código de máquina. Ya es posible tomar un fragmento de ADN que realiza una función específica, insertarlo en otro lugar y reproducir esa misma función. Es por eso que tenemos conejos brillantes y cabras que producen seda de araña.

También es posible sintetizar y ensamblar ADN automáticamente. El siguiente paso es descubrir los componentes más básicos de las funciones, para que puedan describirse en un lenguaje de nivel superior.