زیست‌شناسی مصنوعی، در گفتگو با آقای دکتر مرعشی

تاریخ : ۱۰ مرداد, ۱۳۹۶

تعداد بازدید : ۳۶۲

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

زیست‌شناسی مصنوعی، حوزه تحقیقاتی نوظهوری است که توجه زیادی را به دلیل کاربردهای بالقوه خود در حوزه‌های مختلف جلب کرده است. در این زمینه، گفتگویی با جناب آقای دکتر مرعشی، دانشیار گروه بیوتکنولوژی دانشگاه تهران داشتیم تا از تجربیات و نظریات ایشان درباره این حوزه تحقیقاتی نوظهور مطلع شویم. در ادامه، مصاحبه تخصصی مرکز راهبردی فناوری‌های همگرا با ایشان آمده است.

۱- پرکاربردترین تعریف زیست‌شناسی مصنوعی، آن را به عنوان طراحی و ساخت قطعات زیستی، ابزارها و سامانه‌های جدید یا به نوعی دیگر، بازطراحی سامانه‌های زیستی طبیعی موجود برای اهداف قابل‌استفاده، عنوان می‌کند. برای شروع بحث، لطفاً قدری در خصوص این حوزه علمی، کاربرد اصول مهندسی در آن و انواع نگرش‌های موجود در تحقیقات آن توضیح دهید.
زیست‌شناسی مصنوعی یکی از زمینه‌های علمی جدید است. می‌توان گفت به دنبال طراحی‌های هدفمند در دنیای زیست‌شناسی، این زمینه علمی (یعنی ایجاد سیستم‌های زیستی از ابتدا) کاملا قابل انتظار بوده است. در زیست‌شناسی مصنوعی با دو رویکرد مواجه هستیم:
• در رویکرد اول سعی می‌شود چیزی که در عالم حیات وجود دارد، به صورت مصنوعی سنتز شود. به عنوان مثال، ژنوم باکتری را از طریق اتصال قطعات کوچک DNA می‌سازیم، به عبارت دیگر بدون حضور خود موجود زنده و فقط با داشتن اطلاعات DNA آن، موجود را بازسازی کنیم.
• در رویکرد دوم تلاش می‌شود موجودات زنده یا مسیرهایی ایجاد شود که در دنیای زنده وجود نداشته‌اند یا اگر وجود داشته‌اند، فعالیت ویژه موردنظر را انجام نمی‌داده‌‌اند. مثلا آنزیمی را شناسایی و تولید کنیم که برای تولید ماده A به کار رود، در صورتی که ماده A در هیچ موجود زنده‌ای تولید نمی‌شود. سپس ما ژن این آنزیم را در موجودی می‌گذاریم که پیش‌ماده A در آن وجود دارد.
در بعضی موارد، تغییری روی همان اجزایی که در یک موجود زنده وجود دارد، انجام می‌دهیم و عملکرد جدیدی ایجاد می‌کنیم. به عنوان مثال، برخی پژوهشگران تمایل زیادی برای اتصال کربن به سیلیسیوم دارند، چرا که موجود زنده بر پایه کربن است اما کامپیوتر بر پایه سیلیسیوم است و شاید از این طریق، اتصال موجودات زنده به کامپیوتر تسهیل شود. محققین آنزیمی را در طبیعت پیدا کرده بوده‌اند که به طور غیراختصاصی با نرخ بسیار پایین سیلیسیوم را به کربن وصل می‌کند. این پژوهشگران با استفاده از تکنیک‌های تکامل جهت‌دار، عملکرد آنزیم را به صورتی تغییر دادند که به صورت اختصاصی کربن را به سیلیسیوم وصل می‌کند. وجود چنین آنزیمی فقط در ذهن بشر می‌گنجد، زیرا اصولا در طبیعت و در بدن موجودات زنده، هیچ موقع لازم نبوده است کربن به سیلیسیوم متصل شود.

۲- از دو رویکرد موجود کدام رویکرد غالب است و پژوهشگران نسبت به آن تمایل بیشتری دارند؟
برای کار کردن روی یک موضوع داخل کشور باید چند ویژگی را مد نظر داشته باشیم. به خصوص باید فلسفه وجودی موضوع درک شود.
برای شروع سوالی مطرح می‌کنم. در حال حاضر چه تعداد و چه حجمی از فناوری¬ها در خارج از کشور وجود دارد که از زیست‌شناسی مصنوعی به صورت عملی و کاربردی استفاده می‌کنند؟ بسیار کم! از طرفی متأسفانه ما کشوری دنباله‌رو هستیم، عمده صنعت ما مبتنی بر مونتاژ و واردات است، به عنوان کشوری با چنین الگوی عملکردی، صرفا بدین علت که این فناوری دورنمای خوبی دارد، به سمتش نخواهیم رفت. زیرا هنوز در خارج از کشور فناوری معادلش توسعه داده نشده است، در نتیجه ما هم آن چیزی که وجود ندارد را کپی نمی‌کنیم!
در ایران خیلی به این سمت نرفته‌ایم، حتی به رغم این‌که دورنمای اقتصادی خوبی دارد. قرار نیست به اظهار نظر بنده اکتفا شود، گزارش‌های بین‌المللی این مسأله را تأیید می‌کنند، به عنوان مثال برآورد شده بود که حدود 5 میلیارد دلار در سال 2015 در این حوزه سرمایه گذاری شود که به نظر می‌رسد این امر در سال 2017 محقق شده باشد و از طرف دیگر پیش‌بینی می‌شود حدود 38 میلیارد دلار در 2020 در این حوزه سرمایه‌گذاری شود.
حال، آیا ما حاضریم روی چنین موضوعی سرمایه‌گذاری کنیم؟ مشخصاَ خیر، به خاطر اینکه در فرهنگ اقتصادی کشور ما سرمایه‌گذاری دارای ریسک و بلندمدت چندان مدنظر نیست. همیشه دنبال سرمایه‌گذاری‌هایی هستیم که بلافاصله به سود برسند، مثلاَ در حدود ۶ ماه تا 2 سال، و نه بیشتر. هیچ فرد یا سازمانی چندان علاقه‌ای ندارد روی مسأله‌ای سرمایه‌گذاری کند که ریسک زیادی داشته باشد و ممکن است 10 سال دیگر جواب دهد. در نتیجه اصولا به این سمت کسی حرکت نکرده است.
از طرفی باید این واقعیت را در نظر گرفت که در جامعه دانشگاهی ایران فشار زیادی به استاد و دانشجو برای چاپ مقاله وارد می‌شود؛ هنگامی که می‌توان مقاله‌های ساده‌تری نوشت، چرا باید وارد حوزه‌ای شد که ابزار لازم برای کار و تحقیق بر روی آن ممکن است در کشور وجود نداشته باشد.
مسئله دیگر این است که کشورهای متخاصم، به صورت غیرمستقیم، ما را تحت تحریم و فشار شدیدی قرار داده‌اند. مثلاَ، هم اکنون از سراسر دنیا تیم‌هایی از دانشجویان (حتی دانشجویان کارشناسی) روی یک سری پروژه‌های متمرکز زیست‌شناسی مصنوعی کار و تحقیق می‌کنند. چنین تیم‌هایی هرساله برای ارائه نتایج خود در رقابت بین‌المللی iGEM شرکت می‌کنند. چند سال پیش گروهی از دانشجویان ما قصد شرکت در این رقابت را داشتند، اما از طرف نهاد برگزاری iGEM صراحتاَ پاسخ داده شد که ایران تحت تحریم است و نمی‌توانید شرکت کنید. خیلی جالب است که طرف مقابل کاملا متوجه است که ما را در چه نقاطی عقب نگه دارد، اما خودمان چندان التفاتی نسبت به این موضوع نداریم.

۳- آیا ممکن است در خصوص پروژه‌ای که در زمینه زیست‌شناسی مصنوعی انجام داده‌اید، توضیح بدهید؟
نمی‌توان گفت تمرکز تحقیقات بنده دقیقاً زیست‌شناسی‌ مصنوعی است؛ نزدیک‌ترین کاری که ما انجام داده‌ایم و زیرمجموعه تحقیقات زیست‌شناسی مصنوعی بوده است، پیشنهاد مسیری جدید برای ورود مالات به باکتری E. coli بود که سلول آن را به Malonyl-CoA تبدیل می‌کرد. این ترکیب پیش‌ساز موادی با خاصیت دارویی است. اگر این تحقیق را گونه‌ای از تلاش‎های در حال انجام زیست مصنوعی فرض کنیم، ما مسیری برای ورود مالات به سلول E. coli ایجاد کردیم که در طبیعت وجود نداشت، البته این تحقیق کار نسبتا ساده‌ای در حد انتقال 2 یا 3 ژن بود و پیچیدگی ویژه‌ای نداشت؛ چرا که در واقع تنظیم سلولی را دست‌کاری نکردیم، بلکه از همان منبعی که در E. coli وجود داشت، استفاده کردیم. در زیست‌شناسی مصنوعی برای افزایش تولید، ابعاد مختلف سیستم را دست‌کاری می کنند، انجام همین پروژه با تلاش یکی از دانشجویان نخبه به انجام رسید، تا انتقال این چند ژن صورت پذیرد. واقعیت این است که هم‌اکنون زیرساخت‌های لازم برای زیست مصنوعی در کشور وجود ندارد و انجام بسیاری از آزمایش‌های مقدماتی مهندسی ژنتیک نیز با چالش روبه‌رو است. در کنار کمبود امکانات و هزینه بالای مواد مصرفی، مشکل دیگری که خیلی درباره آن صحبت نمی‌شود، غیر قابل اعتماد بودن مواد آزمایشگاهی در کشور است. مثلا به شرکت معتبری سفارش می‌دهیم، اما پس از خرید و واردشدن محصول، آنزیم کار نمی‌کند. پس از این‌که دوباره مجبور به سفارش آنزیم به شرکتی دیگر می‌شویم و همه چیز را از صفر شروع می‌کنیم، ممکن است با همان شرایط قبل، به نتیجه برسیم. این مشکل را ظاهرا کشورهای دیگر هم دارند، به عنوان مثال در مقاله‌ای در نشریه نیچر دیدم که چین نیز به شدت با این مشکل مواجه است. در حقیقت به اسم برندهای معروف تولیدکننده مواد شیمیایی، مواد تقلبی تولید می‌شود. این مشکل در کشور ما به شکل مضاعف رخ داده است.

۴- بنابراین، آیا روش ما همان روشی است که در سطح دنیا استفاده می‌شود، ولی یکی از مشکلات اساسی مواد آزمایشی است؟
بگذارید مثالی بزنم، در مورد روش کریسپر شما در انتها می‌خواهید ببینید ژنوم ویرایش شده است یا خیر. برای این کار، باید توالی‌یابی انجام دهید تا متوجه شوید در کدام کلونی ویرایش به درستی انجام شده است. این در حالی است که اصولا توالی‌یابی بخشی از کارهای تحقیقاتی و روش‌های معمول ما نیست. هنگامی که پایان‌نامه دانشجویی به نقطه‌ای برسد که احتیاج به توالی‌یابی دارد، معمولا با مشکلاتی مواجه خواهد شد. در صورتی که در بسیاری از نقاط دنیا دستگاه توالی‌یابی در همان آزمایشگاه یا موسسه در دسترس است و پژوهشگر به سهولت ده‌ها کلونی می‌گیرد و ژنوم این ده‌ها مورد را توالی‌یابی می‌کند در حالی که ما چنین چالش‌هایی داریم. با امکانات موجود، اگر کسی بخواهد روی موضوع کریسپر و ویرایش ژنوم کار کند، شاید با فراز و نشیب زیادی مواجه شود. اصولاَ زیرساخت¬های لازم برای انجام چنین تحقیقاتی فراهم نیست.

۵- آیا مؤسساتی در داخل کشور برای حمایت پژوهشگران در این زمینه وجود دارند؟
ابتدا جا دارد نکته‌ای را بگویم، یک بخش مهم از کلیت علم، علوم پایه است. اصولا از کشف ساختار DNA کسی پول در نمی‌آورد، اگر تمام پول به شرکت‌ها و کسب‌وکار دانش‌بنیان و علوم کاربردی برود، هیچ‌وقت ساختار DNA کشف نمی‌شود. در نتیجه، اصولا هیچگاه DNA را نخواهیم شناخت و نمی‌توانیم آن را دست‌کاری کنیم و در نهایت اصلا در این جایگاه علمی فعلی نخواهیم بود! نقش علوم پایه بسیار مهم است. باید محققاتی داشته باشیم که آزادانه فکر کنند و روی علوم پایه تحقیق بکنند.
علاوه براین، ما در ایران تقریبا سرمایه‌گذار ریسک‌پذیر نداریم، ببینید در ژاپن و کره جنوبی سرمایه‌گذاران زیست‌فناوری و صنایع دارویی چه شرکت‌هایی هستند؟ در ژاپن و کره جنوبی توشیبا و سامسونگ دو سرمایه‌گذار اصلی هستند، به این دلیل که مثلا سامسونگ متوجه شده است یک پروژه مرتبط با زیست‌فناوری به احتمال 90 درصد شکست خواهد خورد، اما به احتمال 10 درصد پیروز می‌شود. در نتیجه جلو می‌آید و بخشی از سرمایه‌اش را در این حوزه سرمایه‌گذاری می‌کند. واقعا هم فقط 10 درصد احتمال پیروزی وجود دارد، اما اگر پیروز شود برنده قطعی خواهد بود به خاطر آنکه از محل سود بدست‌آمده سرمایه در نهایت برخواهد گشت. ادیسون شاید هزار ماده مختلف را برای رشته لامپ امتحان کرد تا این‌که به جواب مطلوب رسید. امکان دارد قیمت رشته‌هایی از مواد که ادیسون استفاده می‌کرد، زیاد نبوده باشد، اما در زیست مصنوعی باید سرمایه‌گذاری‌های بزرگی کرد که ریسک بالایی هم دارند. باید این را بپذیریم اگر بخواهیم علم در مرزهای خود پیشرفت کند، مجبور به ریسک‌کردن هستیم. نکته اصلی این‌جا است که در حوزه‌ای مانند زیست‌شناسی مصنوعی که هنوز دنیا به جایی نرسیده است، اگر الان وارد شویم قطعا همراه و همگام بقیه سرمایه‌گذاری می‌کنیم و جلو می‌رویم. ولی اگر 10 سال دیگر وارد شویم، دیگران نتیجه گرفته‌اند و ما مجبوریم تقلید کنیم، و در بهترین شرایط به ما، که واردکننده هستیم، فناوری ۱۰ سال پیش را می‌فروشند و همیشه عقب خواهیم بود.
به عنوان جمع‌بندی، در کشور ما تحقیقات در موضوع زیست‌شناسی مصنوعی دشوار است، به دلایلی مانند:
۱. زیرساخت‌های آن وجود ندارد.
۲. احساس نیاز نشده است.
۳. تیم‌هایی که از صفر تا صد زیست مصنوعی را بدانند، یعنی اصول مدل‌سازی و طراحی زیستی را بدانند و بتوانند سیستم زیستی را بسازند، معدود هستند یا موجود نیستند.
۴. کمبود بودجه همواره احساس می شود.
۵. چالش بزرگ رویکرد دانشگاه‌ها است که این مؤسسات را به بنگاه انتشار مقالات تبدیل کرده است و میزان روی‌آوردن اساتید و دانشجویان به حوزه‌های پرریسک، دشوار و بلندمدت علمی را کاهش می‌دهند.
واضح است که برای ورود به حیطه تحقیقات زیست‌شناسی مصنوعی، باید از سد مشکلات فوق بگذریم.

۶- به نظر شما، آیا پیش‌بینی‌هایی که درباره آینده زیست‌شناسی مصنوعی مطرح می‌شوند، تحت تأثیر جو موجود و با بزرگ‌نمایی همراه است، یا امری واقعی است؟
بنده پیشگویی نمی‌توانم بکنم، اما بر اساس یک سری منابع و شواهد هم‌اکنون می‌توان مسیر آینده را به نوعی استنباط کرد. برای بررسی آینده زیست‌شناسی مصنوعی، اول باید به این سوال پاسخ داد که اصلا چرا زیست مصنوعی به وجود آمد.
زیست مصنوعی به یک دلیل ساده به وجود آمد: آغاز فهم عملکرد داخل سلولی. مثلا فهم درون اتم و کشف الکترون و پروتون، نقطه آغاز شکل¬گیری مدل‌هایی برای پیش‌بینی مجموعه‌ای از وقایع علمی و فناورانه بود. امروزه به صورت عمومی از فناوری‌هایی استفاده می‌کنیم که در گذشته مواردی غیر قابل دسترسی به نظر می‌رسیدند. مثلا گوشی های هوشمند کنونی در حدود یک ابرکامپیوتر دهه 1960 قدرت پردازشی دارند. اصولاَ چرا چنین اتفاقی افتاده است؟ به خاطر اینکه اندک اندک دانش بشر با مدل‌سازی‌های مختلف به امری بهینه رسیده است، طوری که عملکرد کامپیوترها را سریعتر و ابعاد آنها را کوچکتر کرده است. حالا می‌پردازیم به سوال شما. شبیه به اینکه صدسال قبل فهمیدیم درون اتم چه خبر است، طی چند سال اخیر هم کم‌کم داریم متوجه می‌شویم درون سلول چه اتفاقی می‌افتد؛ از جمله اینکه توالی ژنوم و DNA وجود دارد و اطلاعات عملکردی بر روی آن ذخیره شده است و این اطلاعات به جریان اطلاعات مانند شبکه پیام‌رسانی یا به عملکرد مانند شبکه متابولیسم و غیره تبدیل می‌شوند. از تجمیع این موارد، می‌توان ادعا کرد که با استفاده از قسمت خاصی از مجموعه عناصر زیستی داخل سلول می‌توان کار خاصی را به انجام رساند. این قطعه مثلا 5 آنزیم است که یک پیش‌ماده اولیه را می‌گیرد و به ماده نهایی تبدیل می‌کند. اینکه این قطعه در انسان، باکتری یا حتی سیستم عاری از سلول باشد، اصلا مهم نیست. زیرا این مجموعه از آنزیم‌ها هستند که واکنش را کاتالیز می‌کنند. البته فعالیت آنزیم در این محیط‌ها کمی متفاوت است ولی این قسمت دقیقا مثل یک چرخ‌دنده است، از این نظر که چرخ‌دنده هر جایی قرار بگیرد، ماهیت چرخ دنده دارد و کار مخصوص به خود را انجام می‌دهد. ممکن است ما به یک‌ مجموعه از قطعات کوچک برسیم که با کنار هم قرار گرفتن آنها، تصویر بزرگ و در واقع عملکرد سلول حاصل شود. حال اگر این قطعات کوچک را با نظم مورد نظر خودمان کنار هم بگذاریم، از نظر تئوری باز هم باید به هویت بزرگی با توانایی انجام کار مشخصی برسیم. ممکن است درک کنونی ما از سیستم زیستی هنوز آنقدر کامل نباشد که بدانیم دو قطعه کنار هم چه رفتاری باید نشان بدهند، مثلا می‌دانیم دو قطعه به صورت مجزا چه کاری می‌کنند ولی وقتی آن دو را کنار هم می‌گذاریم رفتار مورد انتظار را نمی‌بینیم. حال آیا این رفتار تصادفی است؟ واضح است که زمانی که آن دو قطعه را کنار هم می‌گذاریم، رفتاری به ما نشان می‌دهند که مبتنی بر اصول شیمی و فیزیک است. بنابراین زمانی که علم ما پیشرفت کند، قاعدتاَ می‌توانیم به طور دقیق پیش‌بینی کنیم که قطعات کنار هم چه رفتاری دارند.
ما سوال‌هایی در دنیای زیست‌شناسی و پزشکی داریم که همچنان پاسخ و راه‌حل نهایی برای آن‌ها ارائه نشده است. مثلا چرا با وجود اینکه ما دقیقا تمام ویژگی‌های ویروس HIV را می‌شناسیم، هنوز نمی‌توانیم بیماری ایدز را درمان کنیم؟ یک جواب این است که آنتی‌ژن‌های این ویروس در نسل‌های پی‌درپی در حال تغییر هستند. اگر بتوان روشی ابداع کرد که این تغییرات را رصد کند و متناسب با آن پاسخ دهد، شاید بتوان این بیماری را درمان کرد. این روش‌ها، مسائلی انتزاعی و غیرقابل وقوع نیستند. دست کم 200 سال است که مهندسان از این روش‌ها در مسائل فیزیک و شیمی استفاده می‌کنند، حالا ما از این روش‌ها در زیست‌شناسی می‌خواهیم استفاده کنیم، طبیعتا در حال حاضر مهارت خوبی در ساخت ابزارهای شبکه زیستی نداریم، اما شرایط به همین منوال نخواهد ماند. در حال حاضر شاید موفقیت‌های چشمگیری حاصل نشده باشد اما واضح است که فهم ما از سیستم زیستی در حال رشد است.

۷- یعنی شما می‌فرمایید انقلابی که در عصر کامپیوتر اتفاق افتاد، در زیست‌شناسی نیز در حال رخ دادن است؟
دقیقا! ببینید، تمام محدودیت ما در زیست‌شناسی دست‎کاری DNA بود. در حال حاضر نه‌تنها DNA بلکه مستقیما ژنوم سلول یوکاریوتی را می‌توان دست‌کاری کرد. از ابزارهایی که تا این حد زیست‌شناسی را متحول کرده باشند، شاید فقط بتوان PCR را نام برد. زیرا PCR به ما این امکان را می‌دهد که قطعه‌ای را که توالی‌اش را نمی‌دانیم تکثیر کنیم، در حالی که روش‌های ویرایش ژنوم مثل کریسپر می‌تواند قطعه‌ای از ژنوم را که توالی آن مشخص است به یک توالی دیگر تبدیل کند. عملا این اتفاق بسیار بزرگی است. من شخصاَ PCR، توالی‌یابی و کریسپر را یک مجموعه به نام تکنولوژی DNA می‌دانم. البته این روش‌ها مشکلاتی هم دارند که در حال رفع هستند. اگر این مشکلات حل شوند، آن وقت محدودیت چندانی از نظر فناوری در این زمینه نخواهیم داشت. به نظر من در حال حاضر بشر از نظر دانش و شناخت عقب است. مثلا در فیزیک، نیوتن 3 قانون در کنار چند قانون دیگر در مسائلی همچون ترمودینامیک گفت. این قوانین کل دانش فیزیک را تا 100 سال توجیه می‌کرد. تا اینکه قوانینی در ابعاد مولکولی، نسبیت و به خصوص کوانتوم آمدند و رفتار در این ابعاد را نیز توجیه کردند. زیست‌شناسی و شبکه‌های زیستی درون سلولی، به دلیل سر و کار داشتن با سیستم‌های پیچیده، به مراتب پیچیدگی بیشتری دارند. به همین دلیل طبیعی است که بشر دیرتر یاد بگیرد چگونه موجودات زنده را دست‌کاری کند. واقعیت این است که برای بنده باورپذیر نیست که دست‌ورزی یک موجودیت زیستی خیلی متفاوت با دست‌ورزی یک سیستم شیمیایی باشد. اصول همان اصول است، البته پیچیدگی آن مسلما بیشتر است. یعنی اگر دستگاهی با عملکرد مشخص ساخته شود، در ابعاد مولکولی هم نیز دستگاهی که بر اساس همان اصول علمی طراحی می‌شود و همان کار را باید انجام بدهد. به عنوان مثال در یک نوع نازایی، سلول‌های جنسی نر حرکت نمی‌کنند. اخیراَ میکرورباتی ساخته شده است که این اسپرم غیرمتحرک را می‌گیرد و به تخمک می‌رساند. البته این موضوع شاید ربط مشخصی به زیست مصنوعی نداشته باشد، اما نشان‌دهنده مهندسی در ابعاد مولکولی است، یعنی علت نازایی (نقص در حرکت اسپرم) را می‌دانیم و با طراحی یک ربات مناسب به صورت مکانیکی مشکل را حل می‌کنیم. به همین صورت، اگر بدانیم شبکه‌های دخیل در تنظیم ساعت زیستی چطور عمل می‌کنند، دیگر دسترسی به سیستمی که بتواند چرخه خواب افراد را تنظیم کند، چندان امر غیرقابل باوری نیست.

۸- همان طور که می دانید اخیرا پروژه پرسروصدایی در ارتباط با زیست‌شناسی مصنوعی، با هدف کلون‌کردن لوسیفراز در گیاهان، به طور کامل شکست خورد. نظر شما در این خصوص چیست؟ آیا این مثال نشانه‌ای از محدویت ‌های پیش رو نیست؟
نمی‌توان دقیقا لفظ شکست را به کار برد، از نظر بودجه با کمبود مواجه شدند. در واقع این پروژه از نوع سرمایه‌گذاری جمعی (crowdsourcing) بود و تعداد زیادی از طرفداران محیط زیست، هر کدام به صورت انفرادی سرمایه‌گذاری‌های اندکی روی این موضوع کرده بودند، و به این ترتیب، در این مورد خاص، امکان سرمایه‌گذاری بیشتر هم فراهم نبود. بودجه محدود پروژه سبب شد برنامه به اهداف مدنظر دست نیابد. البته باید قبول کرد که آن ور هم که ارائه‌دهندگان ایده انتظار داشتند، نتایج آزمایش‌ها موفقیت‌آمیز نبود.

۹- به غیر از تکنولوژی DNA که فرمودید، به نظر شما چه رشته‌های دیگری می‌توانند بر پیشرفت زیست مصنوعی تأثیر بگذارند؟
پایه زیست مصنوعی دو چیز است: 1. بیوشیمی و مهندسی ژنتیک، 2. فهم زیستی (به صورت کیفی و کمی)
اساسا زیست‌شناسان در فهم سیستم زیستی، به خصوص در فهم کمی، ضعیف عمل کرده‌اند. مثلا فرض کرده‌ایم هر بیماری یک علت ژنتیکی دارد. اگر یک بیماری را انتخاب کنیم و ژنوم 1000 نفر را توالی‌یابی ‌کنیم، انتظار داریم برخی جهش‌ها در افراد بیمار باشد و در افراد سالم نباشد یا به احتمال بیشتری در افراد بیمار باشد. در مورد اغلب بیماری‌های پیچیده مانند سرطان و دیابت چنین موردی دیده نمی‌شود. بعد می‌آییم و روش را اصلاح می‌کنیم؛ مثلا یک آستانه اطمینان را در نظر می‌گیریم و قرارداد می‌کنیم اگر احتمال جهش بالاتر از آن باشد، بتوان آن را به سرطان ربط داد. اما موردی بالاتر از آن آستانه مشاهده نمی‌شود، وقتی سطح آستانه را پایین‌تر بیاوریم و در واقع احتمال‌های کمتری را به عنوان آستانه در نظر بگیریم، خواهیم دید هم‌زمان ده‌ها ژن یافت می‌شوند که با سرطان یا دیابت مرتبط هستند. نتیجه این رویکرد این است که بگوییم علی‌الظاهر دیابت هم‌زمان با ده‌ها ژن ارتباط دارد. در این صورت، در واقع اعلام می‌کنیم که یک ژن عامل اصلی نیست، بلکه چندین ژن هستند. بنابراین، خود زیست‌شناسان هم به طور ضمنی پذیرفته‌اند که با یک «سیستم» سروکار داریم که درست کار نمی‌کند. پس می‌پذیریم که یک سیستم پیچده وجود دارد که اول باید بفهمیم چطور کار می‌کند و بعد می‌توانیم ادعا کنیم که می‌خواهیم مشکل آن را برطرف کنیم. برای فهم اینکه یک سیستم پیچیده چگونه کار می‌کند معمولا مدل‌های شهودی و کیفی کافی نیستند و باید ابزاری کمّی داشته باشیم که بتوانیم به وسیله آن سیستم خود را در کامپیوتر مدل کنیم و بعد این مدل به ما نشان می دهد اگر هر کدام از اجزاء تغییر کند، چه اتفاقی می‌افتد. پس ما باید اصولی داشته باشیم که بر مبنای آن، سیستم را بفهمیم و بتوانیم به صورت کمی مدل کنیم. البته رویکرد زیست‌شناسان این‌گونه نیست که محاسبه کنند، بلکه به طور معمول از نظر آماری همبستگی متغیرها را بررسی می‎کنند و این موارد لزوما مدل‌های مناسبی برای توضیح رفتار یک سیستم پیچیده نیستند.
بنابراین، امروز آن قسمتی که نقص اصلی ما در زیست‌شناسی مصنوعی است، فناوری نیست. بلکه فهم این مسأله برای زیست‌شناس است که با یک مساله محاسباتی روبه‌رو است. در واقع زیست‌شناسی سامانه‌ای (systems biology) به میزانی که لازم است پخته نشده است. شتابی که پیشرفت زیست‌شناسی سامانه‌ای به زیست‌شناسی مصنوعی می‌دهد، می‌تواند بسیار زیاد باشد.
نظر شما
نظرسنجی

کتاب‌های‌ معرفی‌ شده در سایت را چگونه ارزیابی‌ می‌کنید؟