बायोटेक का कहना है कि यह जीवन को नई सामग्री बनाने के लिए प्रोग्राम कर सकता है। क्या वह सच है?

इंसानों को यह बताना अच्छा लगता है कि क्या करना है। जो कुछ भी हम स्थापित कर सकते हैं, भविष्यवाणी कर सकते हैं और नियंत्रित कर सकते हैं - कंप्यूटर से लेकर कारखानों तक - हम विश्वसनीय, उपयोगी परिणाम प्राप्त करने के लिए प्रोग्राम कर सकते हैं। जैव प्रौद्योगिकी उस बिंदु तक परिपक्व हो गई है जहां वैज्ञानिक तेजी से जीवित कोशिकाओं को प्रोग्राम करने योग्य मानते हैं, लेकिन हर कोई उस शब्द के उपयोग से सहमत नहीं है। बड़े पैमाने पर सभी प्रकार के उपयोगी नए उत्पादों, अणुओं, रसायनों और सामग्रियों को बनाने के लिए अपने जीन के साथ छेड़छाड़ और संपादन करके, सिंथेटिक जीव विज्ञान के इस क्षेत्र के नेता चीजों को बनाने के तरीके को मौलिक रूप से सुदृढ़ करने का वादा करते हैं, जो डीएनए संपादन के लिए नई और उभरती तकनीकों से प्रेरित है। और जीव विज्ञान की प्रतीत होने वाली असीमित उत्पादक क्षमता।

Zymergen, Amyris जैसी कंपनियाँएएमआरएस
, और गिंग्को बायोवर्क्स इस अवधारणा को आगे बढ़ाने वालों में से कुछ हैं, जो बायोटेक में कई लोगों के बीच एक बुनियादी सिद्धांत बन गया है। "सिंथेटिक जीवविज्ञान के पीछे मुख्य विचार यह है कि जीवविज्ञान मूल रूप से प्रोग्राम करने योग्य है, क्योंकि यह डीएनए के रूप में डिजिटल कोड पर चलता है।" जेसन केली ने कहाहाल ही के एक सम्मेलन में गिंग्को बायोवर्क्स के सीईओ। "यदि आप कोड पढ़ और लिख सकते हैं, और आपके पास एक मशीन है जो इसे चलाएगी - जिसे हम सेल कहते हैं - तो वह प्रोग्रामिंग है।"

जीवित चीज़ें, सबसे सरल कोशिकाओं से लेकर जटिल जीवों तक, पहले ही औद्योगीकृत हो चुकी हैं। पशु कृषि एक स्पष्ट उदाहरण है, या यीस्ट, जिन्हें विशाल कुंडों में फेंक दिया जाता है जहां वे बड़े पैमाने पर साइट्रिक एसिड जैसे आवश्यक रसायनों का उत्पादन करते हैं। लेकिन क्या होगा अगर उन यीस्ट के जीन को संपादित किया जा सके ताकि वे उदाहरण के लिए, एक बहुमूल्य खनिज, या फार्मास्युटिकल रूप से उपयोगी अणु का उत्पादन कर सकें? क्या होगा यदि शुद्ध फ़िले मिग्नॉन की निरंतर आपूर्ति का उत्पादन करने के लिए गाय की कोशिकाओं को फिर से कोडित किया जा सके?

इस विचार के साथ कल्पना जंगली हो सकती है: एक सेल में सही निर्देश डालें - या उनमें से अरबों - और नए रसायनों या गैर विषैले रंगों का उत्पादन करें, पानी को शुद्ध करें, और अधिक कुशल बनाएं बायोरिएक्टर, और कौन जानता है। तमाम उत्साह और वादे के बावजूद, जैसे-जैसे ये विचार और तकनीकें अधिक व्यापक और परिष्कृत होती जा रही हैं, इस सवाल पर असहमति भी उभर रही है: क्या हम वास्तव में जीवन को सॉफ्टवेयर की तरह प्रोग्राम करने का दावा? क्या हमें? और इसका मतलब भी क्या है?

कुछ लोगों के लिए, प्रोग्रामिंग जीव विज्ञान पूरे ग्रह के लिए अद्वितीय सामग्री और आर्थिक प्रचुरता प्रदान करने का अवसर प्रदान करता है, साथ ही अंतरिक्ष यान पृथ्वी के प्रबंधकों के रूप में हमारी भूमिका में भी सुधार करता है, जिससे हमें जीवाश्म ईंधन खोदने या हमारी ज़रूरत की चीज़ों के निर्माण के लिए जहरीले रसायनों का उत्पादन करने का कम कारण मिलता है। और प्यार। अन्य लोग पूरी धारणा को एक दोषपूर्ण सादृश्य से थोड़ा अधिक देखते हैं, यहां तक ​​कि एक प्रतिकूल गलत वर्णन भी जो जीवन को वास्तव में उससे कहीं कम जटिल और रहस्यमय मानने का जोखिम उठाता है। जलवायु परिवर्तन इस बात का सिर्फ एक उदाहरण है कि इस तरह का रवैया हमें कैसे भटका सकता है। जैसा कि अक्सर होता है, इन दृष्टिकोणों के बीच के अंतराल में अंतर्दृष्टि पाई जा सकती है।

जीव विज्ञान का 'ब्लैक बॉक्स'

हाल के इतिहास में, मनुष्यों ने जीवित कोशिकाओं की आंतरिक कार्यप्रणाली के बारे में बहुत कुछ सीखा है। उद्योग अब इन आंतरिक कामकाजों के साथ सीधे संपर्क करके, शक्तिशाली नए का उपयोग करके गणना के तर्क को लागू करके कुछ नया करने पर विचार कर रहा है। CRISPR जैसे उपकरण व्यक्तिगत जीन को संपादित करने के लिए। जीवित प्रणालियों के बारे में मानवीय समझ जो ये प्रौद्योगिकियाँ हमारे लिए खोलती हैं, अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में हैं, लेकिन उनका पहले से ही उत्पादक उपयोग किया जा रहा है। mRNA तकनीक उदाहरण के लिए, कोविड-19 के पीछे प्रोटीन उत्पादन के लिए कोशिकाओं के निर्देशों को सीधे दोबारा लिखकर प्रतिरक्षा को बढ़ावा देना है। यदि वह प्रोग्रामिंग नहीं है, तो क्या है is यह?

प्रोग्रामिंग बायोलॉजी के विचार की कुंजी यह तथ्य है कि जीवित सिस्टम कोड, डीएनए पर चलते हैं, जिसे हम एक और शून्य के बजाय ए, सी, टी और जी के रूप में व्याख्या करते हैं। यह एक ऐसी भाषा है जिसे मनुष्य पढ़ सकते हैं और लिखना भी सीख रहे हैं, लेकिन हम अभी तक इसे धाराप्रवाह रूप से नहीं कर सकते हैं। सादृश्य के माध्यम से, हम शब्दों और छोटे वाक्यांशों के साथ काम कर सकते हैं, लेकिन पूर्ण वाक्यों के साथ नहीं, पैराग्राफ या अध्यायों की तो बात ही छोड़ दें। आनुवंशिक अनुक्रम में केवल एक अक्षर बदलने से ऐसे परिणाम उत्पन्न हो सकते हैं जो अच्छे, बुरे या ज्ञानी नहीं होते हैं, और अक्सर परिणाम तार्किक अपेक्षाओं का पालन नहीं करते हैं।

इनमें से लगभग कोई भी कंप्यूटर कोड के बारे में सच नहीं है, जिसे मनुष्य बुनियादी स्तर पर समझते हैं क्योंकि, ठीक है, हमने इसका आविष्कार किया है। कुछ लोगों का तर्क है कि, इस कारण से, हम कभी भी जीव विज्ञान को सार्थक अर्थों में प्रोग्राम नहीं कर सकते हैं। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम इसे नियंत्रित करने के लिए क्या उपाय करते हैं, वे हमें याद दिलाते हैं, "जिंदगी को एक रास्ता मिल जाता हैउन बक्सों को कमजोर करना या तोड़ना जो हम उनके चारों ओर बनाते हैं (हमेशा जुरासिक पार्क जैसे नाटकीय प्रभाव के लिए नहीं)। डिजिटल प्रोग्रामिंग में, पूर्वानुमेयता महत्वपूर्ण है। ऐसे स्प्रैडशीट ऐप का कोई उपयोग नहीं है जो समय-समय पर किसी संख्या मान को अप्रत्याशित रूप से बदलता रहता है। फिर भी हम जीवन के बारे में एक बात निश्चित रूप से कह सकते हैं कि यह है नहीं पूर्वानुमान योग्य. वास्तव में, विकास अप्रत्याशितता से संचालित होता है, आनुवंशिक उत्परिवर्तन ने पृथ्वी पर जीवन की चकाचौंध भरी विविधता में योगदान दिया है।

साथ ही, हम नियमित रूप से महत्वपूर्ण रूप से सीमित पूर्वानुमान की जटिल प्रणालियों का निर्माण और उपयोग करते हैं। हवाई जहाज़, यातायात प्रणालियाँ, कंप्यूटर नेटवर्क, सभी इतने छोटे, पूर्वानुमेय भागों से बने हैं कि उनका व्यवहार केवल एक बिंदु तक ही पूर्वानुमानित होता है, वे हमेशा कुछ ऐसा करने में सक्षम होते हैं जिसे कोई भी आते हुए नहीं देखता है। जो कोई भी इसके आंतरिक कामकाज को नहीं जानता है, उसके लिए एक पूरी तरह से निर्मित कंप्यूटर को भी 'ब्लैक बॉक्स' कहा जा सकता है: हम जानते हैं कि क्या अंदर जाता है और क्या बाहर आता है, बिना यह समझे कि अंदर क्या हो रहा है। जीव विज्ञान के वर्तमान संबंध के बारे में भी कुछ ऐसा ही कहा जा सकता है।

अस्पष्ट तर्क

सौभाग्य से जैव प्रौद्योगिकी के लिए, प्रगति के मार्ग के लिए जीवन की संहिता पर पूर्ण पकड़ की आवश्यकता नहीं हो सकती है। गहन ज्ञान और योग्यताएँ प्राप्त की जा सकती हैं गले रहस्य के अपरिहार्य किनारे जो जीवित प्रणालियों के साथ काम करने से आते हैं। अपेक्षित परिणाम के साथ एक कोशिका में नए आनुवंशिक कोड को फीड करना, साथ ही अप्रत्याशित के लिए खुला होना, प्रोग्रामिंग कहा जा सकता है, या शायद प्रकृति के सामने एक प्रश्न खड़ा करना कहा जा सकता है। हालाँकि यह कंप्यूटर प्रोग्राम के लिए ड्राफ्टिंग कोड जितना विश्वसनीय या कुशल नहीं हो सकता है, लेकिन इसका फायदा यह है कि उत्तर अक्सर आश्चर्यजनक होते हैं, और कभी-कभी उन प्रश्नों से संबंधित होते हैं जो पूछे ही नहीं गए थे। इस तरह नवप्रवर्तन होता है, और यह जीव विज्ञान को कुछ रोमांचक तरीकों से किसी भी अन्य 'प्रोग्रामयोग्य' डोमेन से अलग करता है।

उद्योग में, उन जटिल प्रणालियों की पूरी समझ के लिए इंतजार करने की विलासिता नहीं है, जिनका विकास ने पिछले चार अरब वर्षों में सपना देखा है, इससे पहले कि उन्हें उपयोग में लाया जा सके। मील के पत्थर हासिल करने और उपयोगी, स्केलेबल और अंततः विपणन योग्य उत्पादों को वितरित करने की अनिवार्यता सर्वोत्तम और सबसे उपयोगी परिणामों के लिए सबसे सीधा रास्ता खोजने के अलावा कोई विकल्प नहीं छोड़ती है। अप्रत्याशितता के साथ काम करने की वास्तविकता को स्वीकार करने का अर्थ है निर्माण करना अधिकतर पूर्वानुमेय प्रणालियाँ जो प्रकृति के कई अप्रत्याशित - लेकिन अक्सर उपयोगी - व्यवहारों को सहन कर सकती हैं। एक बार जब वे प्रक्रियाएँ पारंपरिक गणना या विनिर्माण प्रक्रियाओं द्वारा स्वीकृत दोहराव के दायरे में आ जाती हैं, तो अंतर कम महत्वपूर्ण हो जाता है।

RSI जीव विज्ञान की जटिलता यह विनम्रता का कारण है, लेकिन उत्साह का भी। जैव प्रौद्योगिकी में सीखने और यहां तक ​​कि उन प्रक्रियाओं और क्षमताओं का उपयोग करने का अवसर है जिन्हें कोई भी कभी आविष्कार नहीं कर सका, पूरी तरह से समझना तो दूर की बात है। उदाहरण के लिए, हमने मुर्गी का आविष्कार नहीं किया है, और निश्चित रूप से इसके सभी कामकाजी हिस्सों को नहीं समझते हैं, जब हम उन्हें खाना खिलाते हैं तो उनके दिमाग में क्या चल रहा होता है, या घटनाओं की श्रृंखला क्या होती है जो अनाज को एक अंडे में परिवर्तित करती है जो एक संपूर्ण उत्पादन कर सकती है नया चिकन. लेकिन वे हमें विश्वसनीय और बड़े पैमाने पर इतना मूल्य प्रदान करते हैं कि उन्हें उन्नत तकनीक माना जा सकता है। तो फिर, यह सवाल कि क्या जीन संपादन और जीवित प्रणालियों को कोड करना 'प्रोग्रामिंग' के बराबर है, काफी हद तक अर्थपूर्ण है। यह वास्तविक प्रश्न के लिए भी गौण है: इन नई और लगातार बेहतर होने वाली क्षमताओं के साथ क्या किया जाएगा? जीव विज्ञान की बुनियादी कार्यप्रणाली को समझने की कोशिश में, जब तक हम अपने जीवन की गुणवत्ता और ग्रह के स्वास्थ्य में सुधार के तरीके ढूंढ रहे हैं, इससे वास्तव में कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम इसका वर्णन करने के लिए किस शब्द का उपयोग करते हैं।