بیولوژی و ژن‌ها، پلتفرم نرم‌‌افزاری اصلی و متحول‌کننده بعدی هستند

[Mohammad Aref 120452]

دستکاری ژنتیکی و ورود به بحث ژنوم‌، موضوع جدیدی است که می‌تواند علم بیولوژی را به یک پلتفرم نرم‌افزاری تبدیل کند.

 

 

در ظاهر، سینتگو (Synthego) مانند دیگر استارتاپ‌های سیلیکون ولی به نظر می‌رسد. در داخل ساختمان این شرکت رک‌های سرور مشکی معمولی وجود دارد و از این بنا تا مقر فیسبوک تنها ۵ دقیقه رانندگی لازم است. با این حال آنچه در این شرکت انجام می‌شود، چرخش داده‌های باینری در بستر اینترنت نیست؛ اینجا مولکول‌ها هستند که وظیفه‌ی رمزگشایی را بر عهده دارند.

 

احتمالا نام کریسپر را بارها شنیده‌اید. این ابزار قدرتمند ویرایش ژن، توانسته است انقلابی در سرعت بهبود DNA ارگارنیسم‌ها از جمله سلول‌های انسانی ایجاد کند؛ نوعی نوآوری که افراد زیادی، از پژوهشگران دانشگاهی گرفته تا شرکت‌های کشاورزی و دارویی، خواهان استفاده از آن هستند. شرکت‌هایی مانند Synthego که از ترکیب مهندسی نرم‌افزار و اتوماسیون سخت‌افزار استفاده می‌کنند، در مسیر تبدیل شدن به «آمازون» دنیای مهندسی ژنوم قرار دارند. در این میان شرکتی مانند Inscripta می‌خواهد «اپل» این میدان باشد و Twist Bioscience پتانسیل «اینتل» شدن را از خود نشان داده است.

 

این معادل‌سازی در صنعت، چیزی بیش از بازی با کلمات است. کریسپر باعث شده است که علم بیولوژی یا زیست‌شناسی بیش از هر زمان دیگری قابل برنامه‌ریزی باشد. از این رو متخصصان عرصه‌ی زیست فناوری یا بیوتک با تکمیل ادعاهای خود در سیستم‌های مبنی بر کریسپر، شروع خود را در سیلیکون ولی رقم زده‌اند. آن‌ها بر این باور هستند که پلتفرم نرم‌افزاری بعدی، بیولوژی خواهد بود و این DNA است که باید رمزگشایی شود و کریسپر در این میان، نقش زبان برنامه‌نویسی را بر عهده دارد.

 

 

شرکت Synthego توسط دو برادر که هر دو مهندس نرم‌افزار هستند، تأسیس شد. پاول و مایکل هیچ‌کدام زیست‌شناس نبودند و قبل از آن، یک بازدید کاری از شرکت اسپیس ایکس ایلان ماسک داشتند. با این حال کریسپر به آن‌ها فرصت خاص و منحصربه‌فردی نشان داد که می‌توانستند قوانین ساخت موشک‌ها را در ابزارهای ویرایش ژن‌ها پیاده‌سازی کنند. اولین کار آن‌ها، استفاده از کوچک‌سازی و اتوماسیون بود تا به این وسیله روند پژوهش و توسعه‌ی محصول خود را افزایش دهند. آن‌ها به این منظور، مجموعه‌ای از ابزارهای هوشمند را در دستگاه‌های خود قرار دادند و مجموع آن‌ها را در رک سرورهای خود انباشته کردند. به این ترتیب شرکت موفق شد اولین محصول خود را بسازد: یک کیت سفارشی کریسپر.

 

 

دانشمندان و پژوهشگران برای سفارش کیت کریسپر وارد پورتال طراحی Synthego می‌شوند و از بین ۵۰۰۰ ارگانیسم کتابخانه‌ی این شرکت، مواردی که قصد اصلاح ژنی آن‌ها را دارند انتخاب می‎کنند. در مرحله‌ی بعد، نرم‌افزار پیش‌بینی‌کننده‌ی شرکت، گزینه‌های بهینه‌شده را برای RNA-های مصنوعی ارائه می‌دهد. پس از تکمیل سفارش، نرم‌افزار موجود، با استفاده از کمپرسورها و پمپ‌ها، ترکیبات انتخاب‌شده را به‌منظور انجام واکنش‌های شیمیایی به ردیف ابزارهای موجود سوق می‌دهند تا مخلوط مورد نیاز برای ساخت کیت مورد نظر فراهم شود. در عرض یک هفته، کیت آماده می‌شود. در این کیت، هرآنچه یک آزمایشگاه برای دستکاری ژنوم‌ها به آن نیاز دارد، فراهم است. به این ترتیب، آزمایشگاه‌ها با استفاده از این کیت‌ها اقدام به تزریق پروتئین‌های کریسپر خود می‌کنند.

 

پاول دابروسکی می‌گوید:

 

 

استفاده از روش‌های موازی برای این کار، بخش جدید کار ما خواهد بود.

 

بنا به برآورد پاول، شرکت Synthego مدت‌زمان ویرایش ژنی توسط دانشمندان را از چندین ماه به یک ماه کاهش خواهد داد و این شرکت روزانه بین صد تا هزار کیت را عرضه می‌کند؛ اما این مقادیر در آینده‌ای نزدیک افزایش پیدا خواهند کرد. آن‌ها در سال گذشته فضای کار خود را دو برابر کردند و در سال جاری قصد دارند فضای فعلی را هم دو برابر کنند.

 

 

قصد آن‌ها فقط اضافه کردن ماشین‌های نصب‌شده در رک‌های سرور نیست. آن‌ها در نظر دارند خدمات بیشتری عرضه کنند. پس از پایان این ماه، دانشمندان می‌توانند کریسپر مربوط به سلول‌های انسانی را سفارش دهند. این نوع کریسپر ابزاری مهم برای ساخت داروهای حیاتی است. پاول خاطرنشان کرد:

 

 

ما در حوزه‌ی کاری خود از صدها تا هزاران نفر دکترای تخصصی برجسته و پژوهشگران حرفه‌ای کمک گرفتیم تا ۵۰ درصد از زمان خود را صرف مراقبت از این سلول‌ها کنند.

 

دابروسکی از گروه خود انتظار دارد که بتوانند تنها با چند کلیک یک آزمایش را طراحی کنند. تا این قسمت ماجرا، اوضاع برای پژوهشگران دانشگاهی که از کریسپر برای مطالعات علوم پایه استفاده می‌کنند، خوب و مفید است. اما برای شرکت‌هایی که می‌خواهند از ابزار Synthego برای توسعه‌ی محصولات خود استفاده کنند، محدودیت‌هایی وجود دارد که یکی از آن‌ها پرداخت هزینه‌های مربوط به مجوز شرکت‌های کریسپر است. استفاده از پتنت‌های این شرکت‌ها، شرایط قانونی مخصوص به خود دارد.

 

 

بنا به‌گفته‌ی کوین نس، مدیرعامل شرکت Inscripta، این موانع مالی باعث ایجاد تنگنا در زمینه‌ی نوآوری‌های این فناوری می‌شود. به‌همین دلیل اولین اقدام شرکت Inscripta انتشار آنزیم ژنتیکی دیگری به نام MAD7 بود؛ آنزیمی که شبیه کریسپر عمل می‌کند، با این تفاوت که استفاده‌ی آن در بحث تحقیق و توسعه از لحاظ قانونی رایگان است. بنابراین، این شرکت، آنزیم MAD7 را در چارچوب استانداردهای بازار عرضه خواهد کرد تا در محصولات تولیدی و درمانی مورد استفاده قرار بگیرد. در حال حاضر تنها درآمد این شرکت از تولید همین محصول است.

 

 

با این حال، نس دلیلی در خصوص این اقدام شرکت خود دارد:

 

 

این کار حقه یا فریب نیست. تلاش ما این است که افراد بیشتری به این آنزیم‌ها دسترسی پپدا کنند ... ما در حال تلاش برای ساخت ابزارهایی هستیم که فرآیندن خواندن، نوشتن و آزمایش ژنوم‌ها در سلول‌های زنده را استاندارد کند و برای انجام این کارها نیاز به جادوگر بودن نباشد!

 

اگر حوزه‌ی کاری شرکت Inscripta را معادل رایانه‌های شخصی در نظر بگیریم، شرکت Twist Bioscience نقش سازنده‌ی پردازنده‌ی این رایانه‌ها را دارد. این استارتاپ مستقر در سان‌فرانسیسکو، سازنده‌ی DNA مصنوعی روی تراشه‌های نیمه‌رسانا است تا به وسیله‌ی آن‌ها عناصری مانند آرسنیک، تنسین و سزیم را تولید کند؛ عناصری که بلوک‌های ساختمان بیولوژی هستند.

 

 

پژوهشگران می‌توانند با استفاده از یک تک تراشه‌ی Twist، میلیون‌ها بار ویرایش ژنی را انجام دهند. همان‌طور که کوچک‌سازی ابعادی ویفرهای سیلیکونی توانست باعث پیشرفت صعنت رایانه شود، این حجم انبوه ابزارهای ویرایش ژنی، می‌تواند مرزهای بیولوژی را وسعت دهد.

 

 

 

منبع: زومیت