Ученые-биотехнологи из международной научной организации Open Facility Advancing Biotechnology (BIOFAB) работают над созданием механизма управления генетической информацией, который позволит программировать живые клетки. Прообразом «языка программирования тела» ученые выбрали Java, а результаты разработки планируется открыть по модели Open Source.
Дрю Энди (Drew Endy), один из руководителей BIOFAB, рассказал ресурсу Wired о том, что его организация в настоящий момент ведет работу над своеобразным «языком программирования», использующим генетические данные для изменения поведения живых клеток. Инициатива BIOFAB является частью активно развивающегося научного направления — генной инженерии, исследующего возможности изменения человеческого тела через изменение генома.
Гены, содержащиеся в клетках, несут в себе информацию, которая определяет, как клетка функционирует, причем некоторые части генома проявляют себя схожим образом в различных типах клеток и живых организмов. Этот факт позволил Дрю Энди и его команде предположить возможность создания своеобразного «языка программирования», при помощи которого ученые смогли бы управлять генной экспрессией — проявлением генов в организме в форме некоторых специфических для них признаков.
Говоря о генной экспрессии, команда Энди называет её «прослойкой между геномом и динамическими жизненными процессами». По словам Цива Бар-Йозефа (Ziv Bar-Joseph), специалиста по биоинформатике университета Карнеги-Меллон, механизм генной экспрессии не сильно отличается от того, как сообщаются между собой компьютерные системы, причем одно и то же поведение наблюдается от системы к системе. Действительно, уже с конца шестидесятых годов XX века компьютерные системы создавались во многом по образу и подобию живых организмов, наделяясь способностью работать автономно и обмениваться информацией по стандартизированным путям.
Идея команды состоит в том, чтобы построить платформу для программирования, которая будет работать на самых различных типах клеток. В девяностых годах прошлого века в мире вычислительной техники была создана такая платформа, использующаяся для построения приложений, работающих на совершенно различных системах — виртуальная машина Java. Суть идеи команды Энди заключается в том, чтобы воспроизвести Java VM внутри живой клетки.
«Программное обеспечение на Java способно работать на множестве различных аппаратных платформ и информационных систем. Эта переносимость обеспечивается виртуальной машиной Java, которая создает единую операционную среду на большом разнообразии плаформ, так как код Java выполняется в замкнутой локальной среде, — пояснил Энди. — В синтетической биологии аналогом виртуальной машины Java будет искусственно созданный отдел клетки любого типа, необходимый для того, чтобы измененная ДНК не работала, где попало. Она должна работать в отделе клетки, предоставляющем единую изолированную среду для выполнения кода ДНК».