情報は医学と生物学の未来ですか?

COSM 2022 の木曜日の午後のパネルディスカッションで、生物学の先駆者たちは、私たちのゲノムに書き込まれたコードについて一般に話す機会がありました。

ジョージ・シーリグ

最初に登場したのは、スイスの合成生物学者であり、ワシントン大学 (UW) のポール アレン コンピューター サイエンス スクールの研究者である Georg Seelig 氏でした。 彼は、生物工学の研究は、「言語」で書かれた「一種のコード」である「ゲノムの言語を読み書きすること」を学ぶことを目指していると説明しました。
一般に、この言語は完全に解読されたと考えられていますが、Seelig 氏は、「この数十年間で、この言語の構文について本当に多くのことを学んできた」と認めています。 しかし、彼はまだ学ぶべきことがたくさんあると説明しています。 (2022 年 11 月 10 日)

その後、ゼーリグは合成生物学の分野の目標について次のように説明しました。 私たちがこれをやりたい理由は、本質的に分子を設計できるようにしたいからです」 – タンパク質、抗体、mRNA、そしていつか「腸細胞」のような分子いつの日か、「細胞集団を操作したいと思うかもしれません」と彼は言いました。

このすべての鍵は、「学ぶことは遺伝情報を書く方法である」と集会に説明した.

これを行う 1 つの方法は、ヒト集団内のヒトゲノムの何百万ものバリアントを観察することです。 これらのバリアントの中には、「私たちを何らかの病気にかかりやすくするものもあれば、回復力を高めるものもあるかもしれません」し、さらに他のものは「おそらく何もしないでしょう」. これらのバリアントを研究し、それらが何をするかを理解するためにそれらをリバース エンジニアリングすることで、ゲノムの言語を解読することができます。
生命の言語を解明するもう 1 つの方法は、遺伝子バリアントのライブラリを作成し、研究室で何が起こるかを確認することです。 Seelig は、mRNA ワクチンの製造の例を挙げました。mRNA 配列には、「タンパク質の量、mRNA の移動先、安定性」を決定する「リーダーおよびトレーラー配列」が含まれています。
これらのリーダー配列をコードする言語を理解するために、mRNAバリアントの膨大なライブラリを作成し、「機械学習を使用して配列と機能の関係を学習」し、それによって「タンパク質の量のルールを学習」することができます.

次の講演者は、老化のプロセスに対処しようとするシアトルを拠点とするバイオテクノロジー企業である Oisín Biotechnologies の CEO である Matt Scholz 氏でした。 彼の会社の研究における「北極星」は、「事実上、生命の本質は情報であること」であると説明しました。

アナロジーを続けるために、ショルツは化学を生命の「基質」と見なしていますが、「基質をいじくり回す」と、「コンピューターのマイクロチップを変更して Microsoft Word をデバッグしようとする」のと同じように、「意図しない結果」が得られます。 これが、非常に多くの薬に予想外の副作用が非常に多い理由です。

Oisín が提案する解決策は、USB ポートを介してコンピューターにデータをアップロードする方法と同様に、情報を細胞にアップロードできるようにする「配信技術」を作成することです。

Scholz 氏の夢は、3D プリンターによく似ているが、DNA 配列を印刷できる「DNA プリンター」を誰もが持つ日が来ることです。 バイオテクノロジーが発展するにつれて、情報がその機械に送られ、健康上の利点を提供したり、病気を治療したりする DNA 配列が与えられ、キッチンでくつろいで人の体に取り込まれる可能性があります。

この技術の鍵は、生物学が情報で動いているという事実と、情報は簡単に発信できるという事実です。 宇宙飛行士でさえ、地球から送信された情報を受け取り、必要な DNA 配列をプリントアウトし、宇宙にいる間に自分の病気を治療することができました。

これは明るい未来であり、パネルのモデレーターであり、UW のコンピューター エンジニアであり、Amazon の副社長であり、米国科学振興協会の理事会のメンバーでもある Babak Parviz 氏が支持したものです。 しかし、彼は、これらの革新を実現するための「速度制限」、つまり規制環境があることを恐れています。

パネリストは、新薬を作るのは簡単だが、市場に出すのは非常に難しいことに同意した. ショルツ氏は、彼の会社がCovidワクチンを「数週間」で作ったが、その後「事務処理と試験に入ってそれを作る」ことで物事が減速したと説明した。 この遅さには苛立ちを覚えるかもしれませんが、生物医学製品の安全性を確保することが不可欠であることに全員が同意しました。

バイオテクノロジーの進歩はゆっくりですが、確実に進んでいます。 過去 20 年間の進歩を観察して、Seelig は、今後数十年で、1 つだけでなく「数百の遺伝子」を含む遺伝子治療を生み出すだろうと予測しました。 Scholz 氏は、患者が自分で治療法を選択し、自宅でそれらを構築して管理できる医療の民主化がいつの日か実現すると信じています。

繰り返しになりますが、これらすべての進歩の鍵はもちろん、ゲノムの言語を理解すること、つまりその情報を解読することです。 生命は情報に基づいているというこの発見は、おそらく人類の歴史における他のどの発見よりも医学に大きな希望をもたらします。

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