Αμερικανοί επιστήμονες ολοκλήρωσαν το πρώτο στον κόσμο υπολογιστικό μοντέλο ενός έμβιου οργανισμού. Το επίτευγμα θεωρείται ένα πολύ σημαντικό βήμα στο πεδίο της υπολογιστικής βιολογίας, καθώς οι ερευνητές ανέπτυξαν το πρώτο λογισμικό που αντιγράφει και προσομοιώνει πλήρως ένα μικροοργανιαμό.
Συγκεκριμένα, το... ταπεινό μονοκύτταρο παρασιτικό βακτήριο Mycoplasma genitalium, το οποίο ζει στο γεννητικό και το αναπνευστικό σύστημα του ανθρώπου και θεωρείται το μικρότερο βακτήριο στον κόσμο.
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου Στάνφορντ και του Ινστιτούτου Κρεγκ Βέντερ, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό βιολογίας "Cell" (Κύτταρο), σύμφωνα με τους «Τάιμς της Νέας Υόρκης», κατέγραψαν κάθε μοριακή δράση και αντίδραση που λαμβάνει χώρα κατά τον κύκλο ζωής του εν λόγω παθογόνου μικροοργανισμού (σε επίπεδο DNA, RNA, πρωτεϊνών κ.ά.). Στη συνέχεια, με τη βοήθεια 128 συνδεδεμένων ηλεκτρονικών υπολογιστών, προσομοίωσαν ψηφιακά αυτές τις αλληλεπιδράσεις, δημιουργώντας έναν εικονικό (virtual) μονοκυτταρικό οργανισμό, χρησιμοποιώντας προς τούτο μία πληθώρα παραμέτρων και αλγορίθμων, όπως μετέδωσε το Αθηναϊκό Πρακτορείο.
Χάρη σε αυτή το επίτευγμα, που αντικατοπτρίζει σε σημαντικό βαθμό στην οθόνη την πραγματική ζωή και συμπεριφορά του βακτηρίου, επιτεύχθηκε σημαντική πρόοδος για την χρησιμοποίηση της τεχνικής του σχεδιασμού με τη βοήθεια υπολογιστή (Cad-Aided Design ή CAD) στα πεδία της βιοτεχνολογίας και της ιατρικής πλέον και όχι μόνο, όπως μέχρι τώρα, στη ναυπηγική, τις κατασκευές, τη μηχανολογία κ.ά.
Οι επιστήμονες έχουν πλέον στα χέρια τους ένα πλήρες μοντέλο (λογισμικό) ενός οργανισμού, πράγμα που, μεταξύ άλλων, θα τους βοηθήσει να μελετήσουν και να κατανοήσουν καλύτερα τις διάφορες βιολογικές διαδικασίες σε κυτταρικό επίπεδο (δυναμική πρωτεϊνών, εντοπισμός νέων λειτουργιών των γονιδίων κ.α.), να επέμβουν σε αυτές και έτσι να πετύχουν πιο αποτελεσματική διάγνωση και θεραπεία μιας ασθένειας. Μεταξύ άλλων, χάρη στο νέο λογισμικό θα καταστεί ταχύτερη και πιο ολοκληρωμένη η έρευνα νέων φαρμάκων και γονιδιακών θεραπειών.
Το Mycoplasma genitalium, που μεταδίδεται με τη σεξουαλική επαφή, έχει το μικρότερο γονιδίωμα από κάθε άλλο οργανισμό που ζει αυτόνομα, καθώς διαθέτει μόνο 525 γονίδια έναντι 4.288 γονιδίων του E.coli, του πιο ευρέως μελετημένου βακτηρίου από τους επιστήμονες. Ακριβώς λόγω του λιγοστού γενετικού υλικού του, το εν λόγω μυκόπλασμα έχει γίνει τελευταία στόχος αρκετών επιστημονικών ερευνών στο πεδίο της βιοτεχνολογίας, μεταξύ άλλων από το Ινστιτούτο του Κρεγκ Βέντερ, που παρουσίασε το πρώτο συνθετικό χρωμόσωμά του το 2009.
Στο βάθος όλων αυτών των προσπαθειών, μολονότι θα χρειαστούν πολλά χρόνια (αν ποτέ καταστεί όντως εφικτό), βρίσκεται το όραμα μερικών επιστημόνων για ένα υπολογιστικό μοντέλο που θα προσομοιώνει ψηφιακά έναν ολόκληρο πολυκύτταρο οργανισμό - και ίσως τον ίδιο τον άνθρωπο.
Όμως τα πράγματα δεν αναμένονται καθόλου εύκολα. Όπως είπαν οι αμερικανοί ερευνητές, το λογισμικό (υπολογιστικό μοντέλο) ακόμα και του πιο απλού οργανισμού εξαντλεί τα όρια των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σήμερα, η προσομοίωση μίας και μόνο διαίρεσης ενός κυττάρου του μυκοπλάσματος απαιτεί περίπου δέκα ώρες επεξεργασίας από τους υπολογιστές και δημιουργεί μισό gigabyte δεδομένων. Είναι προφανές ότι με αυτό τον ρυθμό δεν μπορούν οι επιστήμονες να προσχωρήσουν πολύ πέρα από την προσομοίωση ενός μοναδικού κυττάρου!
