Определяющей характеристикой всей жизни является ее способность развиваться. Однако тот факт, что биологически сконструированные системы будут развиваться при использовании, до настоящего времени в основном игнорировался. Это привело к биотехнологиям с ограниченным функциональным сроком хранения, которые не могут использовать мощные эволюционные возможности, присущие всей биологии.
Сим Касл, первый автор исследования, опубликованного в Nature Communications, и аспирант Школы биологических наук в Бристоле, объяснил мотивацию этой работы: «В биологии меня всегда восхищало то, что она меняется, хаотична, адаптируется, развивается. Поэтому биоинженеры не делают этого. просто конструируйте статические артефакты — они конструируют живые популяции, которые продолжают мутировать, расти и подвергаться естественному отбору ».
Понимая, что описание этого изменения было ключом к использованию эволюции, команда разработала концепцию эволюции, чтобы уловить эволюционный потенциал биосистемы. Важно отметить, что эволюцию можно разделить на три ключевые части: вариация, функция и отбор, каждая из которых предлагает биоинженерам ручку настройки для управления возможными путями, доступными для эволюции.
Профессор Клэр Грирсон, соавтор и руководитель Школы биологических наук в Бристоле, добавила: «Изучение того, как эффективно проектировать с помощью эволюции, является одной из, если не самой большой, проблем, с которыми сегодня сталкиваются биоинженеры. Наша работа обеспечивает отчаянно необходимую основу для помочь описать эволюционный потенциал биосистемы и переосмыслить биологическую инженерию так, чтобы она работала в гармонии со способностью жизни к развитию ».
Сим Кастл далее заявил: «Что было удивительно, так это то, что многие из инструментов, уже доступных биоинженерам, прекрасно вписывались в нашу структуру, если рассматривать их с эволюционной точки зрения. Поэтому мы, возможно, не слишком далеки от того, чтобы сделать эволюцию ключевой особенностью будущих инженерных биологических систем. «
Доктор Томас Гороховски, старший автор и научный сотрудник Университета Королевского общества в Бристоле, в заключение сказал: «Наша концепция эволюции не только предоставляет средства для разработки биотехнологий, которые могут использовать эволюцию по-новому, но и открывает новые захватывающие возможности для размышлений. об эволюции и ее реализации в совершенно новых контекстах. Потенциально это может даже привести к разработке новых, самоадаптирующихся технологий, которые развиваются с нуля, вместо того, чтобы возиться с биологическими технологиями, которые уже существуют ».