Идиосинкразии важнее оптимизации: путь к инновациям в биотехнологическом дизайне

Учёным, работающим над биологическим дизайном, следует фокусироваться на идиосинкразиях биологических систем, а не на оптимизации, согласно новому исследованию.

В работе, опубликованной в Science Advances, исследователи из Бристольского и Гентского университетов показали, как изучение неизвестного может быть ключевым шагом для реализации непрерывных инноваций, необходимых для биотехнологий будущего. Статья называется «Открытость в синтетической биологии: путь к непрерывным инновациям в биологическом дизайне».

Признавая роль открытости в достижении этой цели и её растущую важность в таких областях, как информатика и эволюционная биология, команда определила, как открытость связана с современной практикой биоинженерии и что требуется для её достижения в лаборатории.

Для успеха алгоритмы, используемые для биологического дизайна, не должны фокусироваться исключительно на движении к конкретной цели (например, повышению выхода продукта), но также учитывать создание и поддержание новизны и разнообразия найденных решений.

Доктор Томас Гороховски, соавтор и научный сотрудник Королевского общества в Школе биологических наук Бристольского университета, отметил: «Когда мы пытаемся спроектировать сложный биологический процесс, часто возникает соблазн просто подправить что-то, что частично работает, вместо того чтобы рискнуть попробовать что-то совершенно новое. В этой работе мы подчёркиваем, что в таких ситуациях лучшие решения часто приходят с неожиданных сторон, потому что мы не всегда полностью понимаем, как всё работает. В биологии много неизвестного, поэтому нам нужен обширный и разнообразный набор строительных блоков, чтобы обеспечить наилучшие шансы найти необходимое решение».

Профессор Михиль Сток, ведущий автор из Гентского университета, добавил: «Биологические системы обладают естественной способностью к инновациям, которая привела к подавляющему биоразнообразию, которое мы наблюдаем в природе сегодня. Наши собственные попытки конструировать биологию, напротив, лишены этой творческой составляющей — они гораздо более жёсткие, менее образные и часто не используют в полной мере то, на что способна биология. Учитывая, что вся жизнь вокруг нас произошла в результате открытого процесса эволюции, разве не было бы здорово, если бы мы могли использовать часть этой силы для наших собственных биологических проектов».

Способность создавать новые биотехнологии становится всё более важной для решения глобальных проблем — от устойчивого производства химикатов, материалов и продуктов питания до передовых методов терапии для борьбы с возникающими заболеваниями. Движущей силой этого прогресса являются инновации в новых способах использования биологии. Данная работа способствует этой цели, предлагая новое направление для исследовательских и проектных подходов.