Сколько раз вы сталкивались с одними и теми же прогнозами о технологическом будущем? Искусственный интеллект, летающие машины, домашние роботы…обычное меню. Но пока все смотрят в небо, есть те, кто копает в микроскопических глубинах живой материи, где готовятся гораздо более радикальные изменения. Компьютеры, состоящие из молекул и клеток, которые общаются как в социальной сети: Реальные прогнозы относительно биомедицинских исследований в следующем десятилетии (а не в следующем столетии) не имеют ничего общего с разумными андроидами или цифровыми мозгами. Две, казалось бы, нишевые технологии могут преобразовать целые отрасли, сделав фармацевтические заводы больше похожими на пивоваренные заводы, чем на химические. Вот два «непривлекательных» нововведения, которые могут изменить все.
Молекулярные компьютеры и конец «лабораторных рабов»

I молекулярные компьютеры Они представляют собой одну из тех областей биомедицинских исследований, где прогресс движется тихо, вдали от всеобщего внимания. В настоящее время мы находимся на начальной стадии: некоторые вычислительные эксперименты, основанные на ДНК, РНК и факторах транскрипции, некоторые попытки хранение данных на биологических молекулах. Вещи, которые усыпят даже самого заядлого ботаника. Но переломный момент приближается, и он будет впечатляющим.
В чем текущая проблема? Каждая операция молекулярного вычисления требует многодневного человеческого труда и сложных ручных процедур. Представьте себе бедного аспиранта, который тратит целые дни на восстановление архивных данных ДНК с помощью ПЦР-тестов и различных амплификации. Ад. Но представьте, что произошло бы, если бы эти операции были автоматизированы с помощью молекулярных цепей, функционирующих как маленькие машины Тьюринга. Внезапно те же самые аспиранты перестали быть «лабораторными обезьянками» и (наконец-то) начали учиться программировать и рассуждать.
Последствия? Огромный: точность и эффективность манипулирования биологической материей будут расти экспоненциально, как это произошло с полупроводниками. Мы могли бы увидеть, как фармацевтические фабрики превращаются в предприятия, подобные пивоваренным, где программируемые ферменты очищают хиральные изомеры, одновременно сокращая половину производственных площадей. Или представьте себе производство полупроводников, достигнутое крошечные роботы, программируемые на молекулярном уровне. Я не фантазирую: они уже там. научные публикации которые указывают это направление.
Сигнализация в многоклеточных организмах: смена парадигмы

Другая революционная область касается того, как мы думаем о болезнях и методах лечения. В настоящее время при разработке лекарств мы ориентируемся на внутренние механизмы клетки. Антибиотики, например, предназначены для нарушения синтеза бактериального белка. Логичный, но, возможно, ограниченный подход. И явление резистентность агли антибиотики говорит нам о том, что, возможно, нам следует поискать что-то еще.
Все больше исследований показывают, что в многоклеточных организмах внутренние механизмы клетки функционируют скорее как библиотека базовых функций (похожая на библиотеки программного обеспечения). Настоящее волшебство новых биомедицинских исследований происходит в общении между клетками, которые коллективно «вызывают» эти функции для выполнения скоординированных действий: рост ткани, заживление ран, обмотка аксонов.
Такое изменение точки зрения может полностью перевернуть наш подход к терапии. Возможно, многие возрастные заболевания не вызваны сбоями в работе самого клеточного аппарата, а из-за нарушений коллективной сигнализации между клетками. Это как обнаружить, что сломался не двигатель автомобиля, а блок управления, который им управляет. К сожалению, инструменты для модификации межклеточных сигналов in vivo все еще находятся в стадии разработки, но когда они появятся, мы станем свидетелями настоящей медицинской революции.
Биомедицинские исследования будущего: последствия гораздо глубже, чем ожидалось
Эти две технологии не являются далекими или «эзотерическими»: их последствия будут ощутимыми и глубокими. Там средняя продолжительность жизни человека мог бы продлить не на несколько лет, а на десятилетия. Нейродегенеративные заболевания, которые в настоящее время неизлечимы, могут стать такими же управляемыми, как диабет. Фармацевтическое производство может стать настолько эффективным и персонализированным, что лекарства станут доступны повсюду.
Это не те заманчивые биотехнологические прогнозы, о которых говорят СМИ, но именно они действительно изменят нашу жизнь в ближайшие десять лет. Потому что истинные инновации не кричат, а шепчут. И в этом случае он шепчет на молекулярном языке.