Биологијата игра игри: Бактериите стануваат тактичари

• автор:
• име на авторот

  Quantumrun Foresight
• Март 14, 2024

Резиме на увид

Научниците создадоа бактерии способни да научат да играат tic-tac-toe, демонстрирајќи го потенцијалот живите клетки да преземаат сложени задачи. Овој напредок навестува иднина каде биолошките системи би можеле да извршуваат функции слични на електронските кола, нудејќи нови патишта за паметни материјали и пресметковна биологија. Иако ветуваат персонализирани третмани и отпорност на културите во здравството и земјоделството, овие случувања, исто така, поттикнуваат дискусии за етиката, биосигурноста и потребата од сеопфатни регулаторни рамки.

Биологијата игра игри контекст

Во Шпанскиот национален истражувачки совет, истражувачите успешно модифицираа вид на бактерија E. coli во 2022 година, овозможувајќи ѝ не само да игра туку и да се истакнува во „тик-так“ против човечките противници. Овој развој е подлабоко истражување за создавање биолошки системи кои имитираат електронски компоненти, особено оние што се користат во напредните компјутерски чипови. Овие чипови можат да ја имитираат синаптичката активност на човечкиот мозок, што укажува на потенцијал за напредок во пресметковната биологија и развој на паметни материјали.

Како овие бактерии играат tic-tac-toe ги копира процесите на донесување одлуки во посложените организми и машини. Истражувачите воспоставија метод на комуникација со кој бактериите можат да го „насетат“ напредокот на играта и соодветно да реагираат со манипулирање со хемиската средина на бактериите. Модифицираните соодноси на протеини во нивната околина го олеснуваат овој процес. Првично, овие бактериски играчи прават случајни потези, но по само осум игри за обука, тие почнаа да покажуваат изненадувачко ниво на владеење, покажувајќи го потенцијалот за бактериски системи да учат и да се приспособат.

Овој пробив беше отскочна штица кон развој на пософистицирани невронски мрежи базирани на бактериски системи. Наскоро, биолошките системи би можеле да бидат способни да извршуваат сложени задачи, како што се препознавање на ракопис, отворање нови патишта во интегрирањето на биолошките и електронските системи. Ваквите достигнувања го нагласуваат потенцијалот на синтетичката биологија да развие живи материјали кои можат да учат, да се прилагодат и да комуницираат со нивните средини на невиден начин.

Нарушувачко влијание

Во здравството, оваа технологија може да доведе до поефикасни и персонализирани третмани со развивање на приспособливи терапии кои можат да се развиваат како одговор на променливата состојба на пациентот. Сепак, постои ризик од несакани последици доколку овие биолошки системи се однесуваат непредвидливо, што потенцијално ќе доведе до нови болести или етички дилеми околу генетските модификации. Овој развој може да резултира со пристап до револуционерни третмани, но можеби ќе треба строг регулаторен надзор за управување со ризиците.

Во земјоделството, адаптивната синтетичка биологија ветува дека ќе ја подобри безбедноста на храната преку создавање на култури кои можат да се приспособат на различни климатски услови, да се спротивстават на штетници и болести и да даваат повеќе хранливи производи. Овој развој може драстично да ја намали зависноста од хемиски пестициди и ѓубрива. Сепак, ослободувањето на генетски модифицирани организми (ГМО) во животната средина предизвикува загриженост за биолошката разновидност и потенцијалот за непредвидени еколошки последици. Како такви, земјоделските и биотехнолошките компании можеби ќе треба да се движат низ сложените регулаторни предели и јавните перцепции во врска со ГМО.

За владите, предизвикот лежи во креирањето политики кои поттикнуваат иновации во синтетичката биологија додека го штитат јавното здравје и животната средина. Меѓународната соработка може да биде од суштинско значење за да се воспостават насоки за безбеден развој и распоредување на адаптивни биолошки системи, осигурувајќи дека тие се користат одговорно и етички. Природата со двојна употреба на оваа технологија, со апликации и во цивилниот и во воениот домен, дополнително ги комплицира регулаторните напори. Ефективното управување ќе бара тековен дијалог меѓу научниците, креаторите на политики и јавноста за да се балансираат придобивките од адаптивната синтетичка биологија наспроти нејзините ризици.

Импликации на биологијата игра игри

Пошироките импликации на синтетичката биологија кои учат и се прилагодуваат со текот на времето може да вклучуваат: 

• Зголемена отпорност на културите преку адаптивна синтетичка биологија, што резултира со намален недостиг на храна и зголемена глобална безбедност на храната.
• Развој на адаптивни медицински третмани што доведуваат до продолжен човечки животен век и менување на демографските трендови, како што е стареењето на населението.
• Зголемени етички дебати и јавен дискурс за моралот на генетските модификации, кои влијаат на општествените вредности и норми.
• Владите воспоставуваат меѓународни соработки за да постават етички стандарди за синтетичка биологија.
• Нови економски сектори центрирани околу услуги и производи од синтетичка биологија, поттикнувајќи ги иновациите и создавањето работни места.
• Промени во еколошките политики за справување со еколошките влијанија од ослободувањето на ГМО во дивината.
• Подемот на загриженоста за биосигурноста, што ги поттикна нациите да инвестираат во одбранбени механизми против потенцијалните биолошки закани.

Прашања што треба да се разгледаат

• Како може адаптивната синтетичка биологија да го промени вашиот пристап кон личното здравје и благосостојба?
• Како може напредокот во синтетичката биологија да ја трансформира вашата работа или индустрија?