برنامه‌نویسی ژنتیک: فرصت‌ها، مثال‌ها

فهرست مطالب:

برنامه‌نویسی ژنتیک: فرصت‌ها، مثال‌ها
برنامه‌نویسی ژنتیک: فرصت‌ها، مثال‌ها
Anonim

در جشنواره جهانی جوانان که در اکتبر 2017 در سوچی برگزار شد، ولادیمیر پوتین، رئیس جمهور روسیه، حاضران را با بیانیه و نزدیکی خود به خلق شخصیتی با ویژگی های خاص متحیر کرد. برنامه ریزی ژنتیک و الگوریتم های ژنتیک به عنوان ابزاری برای بیوتکنولوژی در حال ورود به مسیر وجودی توسعه هستند. آینده از قبل فرا رسیده است و نمونه های زیادی از این وجود دارد. جهان در طول زندگی ما وارد عصر برنامه ریزی ژنتیکی انسان خواهد شد. ژن های جاسازی شده سلامتی و نبوغ، پیروزی بر بیماری های ارثی و ارتقای عمومی یک فرد دیگر توهم علمی تخیلی نیستند. اینها فناوری های برنامه ریزی ژنتیکی عملی هستند.

برنامه ریزی ژنتیکی
برنامه ریزی ژنتیکی

موانع شکسته شد

قبلاً این یک عقیده جزمی بود که بازنویسی اطلاعات ارثی روی DNA غیرممکن است. اما اکنون همه چیز تغییر کرده است. جایزه نوبل در سال 2006توسط زیست شناسان مولکولی E. Fire و K. Mellow برای کشف مکانیسمی دریافت شده است که به شما امکان می دهد عملکرد هر ژن را در ژنوم انسان - تداخل RNA روشن کنید. اینها مکانیسم هایی برای تغییر یک مجموعه ژنی موجود هستند. اما خود طبیعت مکانیسم دیگری را برای تأثیرگذاری بر مجموعه ژنی به ما داده است. اینها ویروس ها هستند - موجودات منحصر به فردی که قادر به بازنویسی اطلاعات سلول میزبان هستند. آنها هستند که با رونویسی معکوس می توانند چیز جدیدی را به DNA موجود در سلول وارد کنند. و DNA از قبل تغییر یافته همراه با سلول های میزبان تکثیر می شود. بیوتکنولوژی های ویروسی یکی از راه های توسعه برنامه ریزی ژنتیکی انسان با توجه به ویژگی های داده شده است.

گام اول قبلا برداشته شده است

نمونه ای از برنامه ریزی ژنتیکی امروزه دوپینگ برای ورزشکاران است که کل دنیای ورزش حرفه ای شروع به صحبت در مورد آن کرده است. دوپ ژنتیکی، رپوکسیژن، یک کمپلکس DNA است که پروتئین تولید شده توسط کلیه ها، اریتروپویتین را کد می کند. این آماده سازی همچنین شامل سیستمی برای تحویل اطلاعات به سلول ها بر اساس یک ویروس ناقل است. این پروتئین مسئول تحریک تشکیل گلبول های قرمز خون است. ارتباط مستقیم است - گلبول های قرمز بیشتر، اکسیژن بیشتر در بافت ها، نتایج بهتر. تاکنون، این کشف دارویی فقط محصول آزمایشگاه‌های بسته است، اما روزی که برنامه‌ریزی و اصلاح ژنتیکی تبدیل به یک محصول تجاری شود، بسیار نزدیک است.

برنامه ریزی ژنتیکی انسان
برنامه ریزی ژنتیکی انسان

فناوری های انسانی و وظایف آنها

فناوری های انسانی راه های زیادی هستند که هدف از آن اصلاح ژنتیک انسان بود.ابزار عمل آنها دستکاری های شبه شیمیایی با مولکول های DNA است. امروزه فناوری‌های انسانی برنامه‌ریزی ژنتیکی یک فرد با توجه به ویژگی‌های داده شده، فناوری تداخل RNA و نوترکیب DNA، شبیه‌سازی، تراریختگی، فناوری‌های نانوپزشکی، رسانه‌های اطلاعاتی و خوشه‌های شبکه‌های کامپیوتری است. وظایف فناوری های انسانی در حل بسیاری از مسائل:

  • راندن بشریت از بیماری های ژنی.
  • تمدید عمر و انتخاب انتخابی جنین.
  • بهبود ژنوم انسان با گذار به Homo tecnologoficus’a (پساانسانیت).
  • ایجاد نوزادان "کامل" و "دارویی".
  • Psychogenomics، که به دنبال ژن های مسئول شکل گیری شخصیت، هویت، روان و رفتار آن است.
  • ایجاد داروهایی که کپی دقیقی از مواد منفرد بدن هستند.

و این فهرست کاملی از مشکلاتی نیست که بیوتکنولوژی های انسانی به حل آنها کمک می کند و در نتیجه فرصت های جدیدی را برای برنامه ریزی ژنتیکی انسان باز می کند.

برنامه ریزی ژنتیکی یک فرد با توجه به ویژگی های داده شده
برنامه ریزی ژنتیکی یک فرد با توجه به ویژگی های داده شده

دوران پسا اطلاعات

در چنین دوره ای از توسعه است که بشریت در آینده نزدیک وارد خواهد شد. بیوتکنولوژی وارد زندگی ما خواهد شد و به امری عادی تبدیل خواهد شد. فرزندان ما در مورد بیماری های ارثی در کتاب های تاریخ خواهند خواند، نرخ زاد و ولد تحت کنترل قرار می گیرد و تکامل توسط مردم کنترل می شود. انسان به عنوان یک سیستم بیولوژیکی خود بازتولید کننده، خود به یک برنامه تبدیل خواهد شد. سیستمی با قابلیت تعمیراشکالات، در دسترس بودن پوشه های خدمات، و فرصت هایی برای بهبود. برنامه ژنی "مرگ" با "جاودانگی" جایگزین خواهد شد، ما برنامه هایی برای سلامت، هوش و جذابیت جنسی در ژنوم ایجاد خواهیم کرد. و در پایان، ایمپلنت‌های عصبی و برنامه‌ریزی ژنتیکی انسان، خطوط بین انسان و ماشین‌ها را محو خواهند کرد.

دنیای موازی

و در حالی که مهندسان زیستی در زمینه تغییرات بیولوژیکی کار می کنند، ریاضیدانان و برنامه نویسان در زمینه برنامه ریزی ژنتیکی سیستم های مصنوعی کار می کنند. و اگر در دهه 80-90 قرن گذشته، اصطلاحات "محاسبات تکاملی" و "الگوریتم ژنتیک" هنوز جدید بودند، امروزه کلمات "هوش مصنوعی" و "داروینیسم دیجیتال" نه تنها توسط متخصصان استفاده می شود. بنیانگذار برنامه‌ریزی ژنتیکی که در سیستم‌های مصنوعی اعمال می‌شود، پروفسور استنفورد، جان کوزا، نظریه "تکامل ماشین" را به جامعه علمی معرفی کرد. الگوریتم های ژنتیک کار می کنند - این چیزی است که اهمیت دارد. چگونه؟ پاسخ طولانی خواهد بود و برای افراد غیر متخصص کاملاً واضح نیست. بیایید با یک مثال توضیح دهیم.

برنامه ریزی ژنتیک الگوریتم های ژنتیک
برنامه ریزی ژنتیک الگوریتم های ژنتیک

خودروهای هوشمند

در سال 2002، غرفه "زندگی ربات ها" در مرکز بریتانیا "مگنا" کار می کرد. در این غرفه دوازده ربات که بر اساس الگوریتم های ژنتیک و تکامل دیجیتال ساخته و کار می کنند، برای بقا مبارزه کردند. نیمی از آنها خودشان با کمک پنل های خورشیدی برای وجودشان انرژی تولید کردند. به آنها هلیوفاژ می گفتند. نیمه دوم شکارچیان هستند، آنها از چنین توانایی برخوردار نبودند و فقط با گرفتن هلیوفاژ شارژ شدند. آن روبات هایی که زنده ماندندبرنامه های خود را در روبات های نسل خود دانلود کردند. این نمایش زیاد طول نکشید - زمانی که یکی از روبات ها هوشیار شد و تصمیم گرفت از غرفه فرار کند، بسته شد. سپس جنگ انسان و ماشین فقط به خاطر اینکه فراری با ماشین در پارکینگ برخورد کرد شروع نشد.

پس زمینه ترسناک

سیستم های مصنوعی هوشمند که با دخالت کم یا بدون دخالت انسان کار می کنند شگفتی های بسیاری را در بر دارند. گاهی آزاردهنده و ترسناک. در دانشگاه ساسکس، این دستگاه وظیفه داشت از روش تکاملی و الگوریتم‌های ژنی برای رشد یک نوسانگر استفاده کند. کار تکمیل شد - دستگاه تولید شده سیگنال دوره ای را منتشر کرد. اما، همانطور که معلوم شد، او خودش آن را تولید نکرد، بلکه سیگنال‌های دستگاه‌های الکترونیکی نزدیک را گرفت و آنها را به عنوان مال خودش گذاشت. آیا مرحله بعدی تکامل دیجیتال دستگاهی خواهد بود که نه از وسایل الکتریکی بلکه از ما استفاده خواهد کرد؟

قابلیت های برنامه ریزی ژنتیکی انسان
قابلیت های برنامه ریزی ژنتیکی انسان

آنها می توانند باهوش تر باشند

در شرکت جان کوزا، برنامه نویسی ژنتیک بر اساس تنها کامپیوتر خانگی (تا کنون) متشکل از هزار پنتیوم با ویژگی های ۳۵۰ مگا هرتز، توانست ۱۵ اختراع را تکرار کند و ۶ مورد از آنها پس از سال ۲۰۰۰ حق اختراع دریافت کردند. و حتی از خصوصیات همتای انسانی فراتر می رود.

این اختراعات متعلق به هوش مصنوعی است که بر اساس الگوریتم های ژنتیک و تکامل دیجیتال کار می کند. به زودی ثبت اختراع برای ماشین آلات صادر می شود؟ نتایج تکامل الکترونیکی در حال حاضر در موتورهای بوئینگ 777 وآنتی بیوتیک های پیشرفته پیش‌بینی‌های کارشناسان می‌گویند که در 5 تا 10 سال آینده، برنامه‌ریزی ژنتیکی محصولات بیشتری نسبت به تولید و فروش قبلی ایجاد خواهد کرد.

نمونه های برنامه ریزی ژنتیکی
نمونه های برنامه ریزی ژنتیکی

آینده "ماتریس"

سطح کنونی توسعه برنامه ریزی ژنی هنوز در مراحل ابتدایی است. کشت مستقل ربات ها به آخرین فناوری نیاز دارد که هنوز در دسترس نیست. اما شاخص قطب نمای سرمایه گذاری با هدف تامین مالی فناوری های کامپیوتری، مخابراتی و بیولوژیکی است. به همین ترتیب است. ما هزینه ایجاد دنیای دیجیتال را خودمان تامین می کنیم. فن آوری های دیجیتال در حال توسعه هستند و آن را به سرعت انجام می دهند. تنها 40 سال پیش، تلفن همراه در تخیل نویسندگان علمی تخیلی وجود داشت و امروزه تقریباً هر گجت دارای دوربین 8 مگاپیکسلی است. اما آیا کاربر این گوشی می تواند نحوه عملکرد آن را توضیح دهد؟

نباید گاو شویم

دنیای دیجیتال در حال جایگزینی دنیای زیستی است. آنالوگ های ژن ها در فرهنگ ما (مم ها) که از ایده های تحمیلی، ملودی ها، تصاویر، سایر ویروس های ذهنی سرچشمه می گیرند، موضوع تکامل می شوند. تمام تاریخچه قبلی تابع ایجاد قابل قبول ترین حامل از میم های ذکر شده بوده است. اول مردی بود. سپس رادیو و تلویزیون به آن اضافه شد. و در نهایت، اینترنت با برنامه هایی که قادر به بازتولید خود و کار بر روی خطاها هستند. گاوهای ناز ما تصور نمی کنند که آنها توسط ما ساخته شده اند تا به دستگاه خدمت کنند تا از آنها شیر دریافت کند. و هر چه گاو در مورد آن فکر می کند، شمایک گاو وحشی آزاد دیده اید؟

توصیه شده: