الحياة الاصطناعية: مصنوعة من الصفر

لماذا تتطلب الكائنات الحية ذات الوظائف غير الطبيعية فهمًا أفضل للبيولوجيا والبروتينات المصممة وبعض عمليات البحث عن النفس.

قطرات الزيت في الماء ، وهي طريقة شائعة لإنشاء

البيولوجيا التخليقية هي مجال علمي يهدف إلى هندسة الكائنات الحية بطريقة عقلانية ، عادةً باستخدام مناهج الهندسة الوراثية (1). في عام 1961 ، اقترح فرانسوا جاكوب وجاك مونود لأول مرة أن الدوائر التنظيمية الجينية توجه السلوك الخلوي (2). بحلول عام 2000 ، نجح العلماء في تصميم الدوائر الوراثية غير الطبيعية ، وزرعها في الكائنات الحية الدقيقة ، ونفذت الدوائر وظيفتها المحددة. تشمل الأمثلة المبكرة مفتاح التبديل الوراثي (3) ، حيث يدفع اثنان من المروجين التعبير عن مثبطات تثبيط متبادل ، مما تسبب في "تبديل" الخلية بين الحالات المستقرة ، ومكثف (4) ، الذي ظهر في نفس العام.

الدارات الوراثية مستوحاة من الدوائر الكهربائية ، وهي مبنية على مبادئ مماثلة ، بواسطة جيرالت بيكسباي.

اليوم ، فإن تطبيق المنهجيات الهندسية على التعديل الرشيد للكائنات هو هدف دائم للبيولوجيا التركيبية. يصف معظم علماء الأحياء التخليقية الهندسة البيولوجية بأنها تسلسل هرمي ، حيث تُستخدم الأجزاء (الجينات ، الحمض النووي) لبناء أجهزة (العديد من الجينات معًا) ، والتي بدورها يمكن استخدامها لبناء أنظمة (سلسلة من العديد من الأجهزة) (1). إن التحدي في تحويل البيولوجيا التخليقية إلى تخصص هندسي حقيقي هو أن الأجزاء ، التي تعد لبنات البناء الأولية للإنشاءات العليا ، مقيدة بشكل أساسي بسبب دقة توصيفها. هذا هو الحال بالفعل في جميع التخصصات الهندسية المعمول بها. في الهندسة الكهربائية ، على سبيل المثال ، تم تمييز مكونات خط الأساس (الترانزستورات ، المقاومات ، الأسلاك ، وما إلى ذلك) بشكل جيد بحيث يمكن للأطفال استخدامها وتتصرف الدوائر الناتجة كما هو متوقع. بمجرد توحيد جميع "الأجزاء" ، قد يكون من الممكن للبيولوجيين التخليقيين استخدام لبنات بناء الحمض النووي الفردية لبناء أشكال حياة اصطناعية بالكامل من أسفل إلى أعلى.

تمثال نصفي لأرسطو. الصورة من قبل morhamedufmg Pixabay.

فكرة الحياة الاصطناعية موجودة منذ آلاف السنين. كتب أرسطو ، في القرن الرابع قبل الميلاد ، عن الجيل العفوي في كتابه ، "عن جيل الحيوانات" ، الذي زعم أن الجسد المتحلل أسفر عن أشكال حياة جديدة تمامًا. بحلول القرنين العشرين والواحد والعشرين ، نشأت مخاوف أخلاقية جدية تحيط بالحياة الاصطناعية. في عام 2005 ، تم بنجاح "إعادة إنعاش" الفيروس الجرثومي T7 من خلال استبدال 111515 زوجًا من الحمض النووي بشكل اصطناعي واستمرارية بقاء الجزيئات الفيروسية (5). بعد ذلك بعامين ، نجح J. Craig Venter في زراعة الصبغيات بين الكائنات الحية الدقيقة (6) ، وفي العام التالي ، نشر جينومًا اصطناعيًا كاملاً يستند إلى M. genitalium (7). في عام 2010 ، تم تجميع المكونات معًا وتم بناء جين تناسلي يحتوي على جينوم "اصطناعي" بنجاح (8).

يحاول مشروع دولي مستمر يسمى Synthetic Yeast 2.0 بناء أول كائن حقيقي النواة يمتلك جينومًا توليفه كيميائيًا (9). المثال الأكثر طموحًا لبناء الجينوم الصناعي حتى الآن ، يقوم كل معهد عضو بإنشاء واستكشاف أحد كروموسومات الخميرة المكونة من 16 عامًا واستكشافها وإصلاحها. في السنوات القليلة المقبلة ، يأملون في إنتاج خميرة "اصطناعية" بالكامل تمتلك كل هذه الكروموسومات المركبة كيميائيًا.

في العام الماضي ، نشرت مجموعة رومسبيرج في معهد سكريبس للأبحاث إنشاء "شكل من أشكال الحياة شبه الاصطناعية" ، والذي قدم أول دليل على وجود الكائنات الحية الدقيقة مع النيوكليوتيدات الاصطناعية في جينومها (يُسمى X و Y) نسخ بنجاح وترجمتها ، وبالتالي توسيع الأحماض الأمينية المتاحة للخلايا الحية من 20 إلى 172 (10). كان روميسبرج حذراً في نقل نتائجه إلى وسائل الإعلام ، قائلاً: "لن أسمي هذا شكلًا جديدًا من أشكال الحياة - لكنه أقرب ما قام به أي شخص على الإطلاق" (11).

إن أقرب جهد يبذله اليوم لبناء شيء يمكن تسميته حقًا بالحياة الاصطناعية هو كونسورتيوم Build-a-Cell ، الذي يهدف إلى بناء خلايا اصطناعية من الألف إلى الياء باستخدام مكونات معيارية. من الناحية النظرية ، يمكن اعتبار الخلية التي تمتلك كل الجينات اللازمة لعملية التمثيل الغذائي الأساسية ، وتقسيم الخلايا ، والإشارات ، وعدد قليل من المهام الأخرى ، على قيد الحياة ، ويتم بناؤها بالكامل من لبنات بناء مميزة جيدًا.

ولكن ماذا عن تطور الكائنات الحية التي تمتلك وظائف جديدة بالكامل - تلك التي لا توجد في أي مكان في الطبيعة؟ كيف يمكن لعلماء البيولوجيا التخليقية الانتقال إلى ما بعد تجديد أسلاك المكونات الموجودة (والتي تم تحقيقها جزئيًا فقط) والانتقال إلى عالم المجهول؟ هناك العديد من التحديات التي تحد من هذا الانتقال ، لكنه سيحدث في النهاية. لا يمكن بناء شكل حياة اصطناعي ، وهو شكل غير قائم على كائن حي قائم ، إلا إذا كان لدى مطورها فهم كامل لكيفية عمل الحياة ويمكن أن يتنبأ بكيفية تصرف كل مكون داخل الخلية. نظرًا لأن البروتينات هي إحدى أهم الوسائل التي تقوم بها الخلية بضبط وظائفها ، فمن المنطقي أن الفهم المحسن لوظيفة البروتين ، والقدرة على تصميم البروتينات بوظائف جديدة تمامًا ، يمكن أن يسهل هذا الانتقال.

هناك ثلاثة "تحديات" رئيسية في تطوير أشكال الحياة الاصطناعية بوظائف جديدة. على الرغم من أن الأمثلة المقدمة هنا ليست شاملة بأي حال من الأحوال ، فهي تشمل الجوانب العلمية والتكنولوجية والأخلاقية.

التحدي العلمي: وظائف البروتين غير معروفة

البيولوجيا التخليقية هي مجال يعتمد على التقدم الموازي في الجينوم ، والبيولوجيا الجزيئية ، والحساب. ولهندسة الكائنات الحية بطرق يمكن التنبؤ بها ، يجب فهم فهمها الدقيق لتعقيداتها واختلافاتها ، والأهم من ذلك ، وظيفة كل مكون ، قبل إعادة ترتيب المكونات وزرعها حسب الرغبة. هذا هو التحدي العلمي.

لإيجاد مثال قاطع على الثغرات الحالية الصارخة في المعرفة العلمية التي يجب معالجتها قبل إنشاء الحياة من جديد ، لا يحتاج المرء إلى النظر إلى أبعد من الجهود المبذولة لبناء الحد الأدنى من الجينوم ، الذي اكتمل في عام 2016 ، والذي كان فيه جينوم ميكوبلازما mycoides تم اختزالها إلى 473 جينًا فقط (12). ربما يكون من المفاجئ أن هذا الجهد قد سبقه ، في عام 2012 ، إنشاء نموذج خلية كاملة ، يعتمد على الكائن الحي البسيط ، الميكوبلازما التناسلية ، من قبل مجموعة ماركوس كوفرت في ستانفورد (13). على الرغم من بساطة هذه الكائنات (الأعضاء التناسلية الأصلية بها 525 جينًا فقط) والجهود العلمية المكثفة المكرسة لفهمها ، فإن 149 جينًا أساسيًا في M. mycoides لها وظيفة غير معروفة (12).

يتمثل أحد القيود الأساسية في بناء أشكال الحياة الاصطناعية في أن الطريقة الرئيسية لإجراء البحوث البيولوجية ، تاريخيا ، كانت لعزل أو إيقاف الجينات بشكل مستقل ومن ثم تحديد وظيفتها داخل الخلية. هذه الطريقة مفيدة ، ولكن قد تكون معيبة للتحقيق في جميع الوظائف المعقدة التي تشارك فيها ، حيث "... عنصر واحد (مثل الجين) نادراً ما يتحكم بشكل محدد في أي وظيفة أو مرض بيولوجي معين ، وعلى العكس من ذلك ، قد يؤثر أي مكون معين على العديد من الوظائف المختلفة "(1). لفهم كيفية أداء المكونات داخل الوسط الخلوي لوظائفها ، فإن الأساليب الكيميائية الحيوية الأساسية تستغرق وقتًا طويلاً وشاقة ، ولكنها قد تظل ضرورية. ومع ذلك ، تم استخدام نُهج أخرى على مستوى الأنظمة للتنبؤ بالوظيفة من التسلسل.

في الأشهر التي تلت نشر Venter لخلية بسيطة وقابلة للحياة ، توقع أنطوان دانشين وغانغ فانغ بعضًا من وظائف الجين غير المعروفة من خلال التحليل التطوري ، بحثًا في الأدب لتحديد الجينات الأساسية التي تؤدي وظائف أساسية في التجمعات البكتيرية ذات الصلة والتي لم يتم ذكرها باعتبارها واحدة من الجينات المعروفة في الحد الأدنى من الجينوم mycoides (14). باستخدام هذه العلاقات التطورية ، اقترح Danchin و Fang هويات لـ 32 من 149 جينة مجهولة (14). لكن الخلية الدنيا (وسابقتها) ليست هي الكائنات البسيطة نسبياً الوحيدة التي تمت دراستها على نطاق واسع ، والعلاقات التطورية ليست هي الطريقة الوحيدة لدراسة وظيفة البروتين. سعى باحثو الخميرة لفترة طويلة إلى إيجاد طرق جديدة لتحديد وظيفة الجينات غير المعروفة. في عام 2007 ، كان هناك أكثر من 1000 الجينات غير المعينة في الخميرة (15).

إن إجراء تحليل متماثل أو تحليل تطوري على مجموعة كبيرة من البيانات شيء واحد ، لكن الأمر مختلف تمامًا لعزل البروتين المعني وإجراء دراسات أنزيمية أو حذف الجين في الجسم الحي لدراسة آثاره. مع الجينات الأساسية ، من الصعب الحصول على نتائج من هذا الحذف ، ولكن لا تزال هناك خيارات متاحة لدراسة وظائف البروتين ، مثل تتبع fluorophore ، و immunoprecipitations ، و immunoblotting ، والمثبطات الدوائية. على الرغم من مضيعة الوقت والجهد ، ربما لا يزال الأسلوب الكيميائي الحيوي القائم على أدوات مجربة هو أفضل طريقة لتحديد الوظيفة.

بمجرد تحديد وظيفة كل مكون ، تكون الخطوة التالية هي استخدام نهج مستوى الأنظمة لفهم كيفية عملها ضمن السياق الخلوي الأكبر. هذه هي مهمة علماء الأحياء للأنظمة ، الذين "يسعون إلى فهم كيفية تفاعل جميع المكونات الفردية للنظام البيولوجي في الزمان والمكان لتحديد أداء النظام. وهو يتيح نظرة ثاقبة على كمية كبيرة من البيانات من البيولوجيا الجزيئية والبحوث الجينية ، المتكاملة مع فهم علم وظائف الأعضاء ، لنمذجة الوظيفة المعقدة للخلايا والأعضاء والكائنات الحية بأكملها "(16). اليوم ، فإن الفهم المحدود لوظيفة البروتين يعيق بشدة بناء الحياة الاصطناعية.

التحدي التكنولوجي: التنبؤ بالوظيفة من التسلسل

في المستقبل ، سيكون من المفيد إنشاء خلايا تنفذ غرضًا مخصصًا ، حتى لو كان هذا الغرض يتطلب وظيفة أو سلوك أنزيمي غير موجود في أي مكان في الطبيعة. مع التقدم في التنبؤ بهيكل البروتين ووظيفته من تسلسل الحمض النووي ، سيتم توسيع نطاق "نمطية" الأجزاء التي يمكن استخدامها في يوم من الأيام لبناء الكائنات البيولوجية من القاعدة إلى القمة. بينما تعمل بعض المجموعات البحثية على إنشاء بروتينات ذات وظائف جديدة تمامًا ، بما في ذلك مجموعة 2018 الحائز على جائزة نوبل فرانسيس أرنولد ، هناك حاجة ماسة لفهم أفضل لوظيفة البروتين وأدوات لهندسة هيكل البروتين بشكل موثوق. يتمثل أحد التحديات التكنولوجية الرئيسية المتعلقة بإنشاء كائنات "غير طبيعية" تمامًا في: ما هي الأساليب التي يمكن استخدامها لبناء بروتينات بوظائف جديدة وبأي طرق يتم تقييدنا؟

تمت معالجة "مشكلة طي البروتين" من قبل العديد من المجموعات ، ربما لم تكن مشهورة مثل ديفيد بيكر في جامعة واشنطن. مجموعة Baker مشهورة (جزئيًا) بتطويرها لـ ROSETTA و ROSETTA @ Home ، وهو برنامج للتنبؤ بهيكل البروتين ، وإصداره للاستخدام المنزلي ، حيث يمكن للأشخاص في أجهزة الكمبيوتر الشخصية الخاصة بهم العمل على حل أدنى هيكل للطاقة لمجموعة متنوعة من البروتينات (17). كما أنشأت شركة بيكر شركة منفصلة تسمى Arzeda ، تستخدم منصات تنبؤ هيكلية لإنشاء إنزيمات بوظائف جديدة يمكن استخدامها للتطبيقات البيئية والتشخيصية والعلاجية (20).

تم استخدام البرامج الحاسوبية التي طورتها مجموعة Baker وغيرها لتصميم حظيرة بروتين فريدة تمامًا غير موجودة في الطبيعة (18) وتصميم واجهات البروتين البروتيني للتطبيقات في التصميم العلاجي (19). لكن أحد القيود الحالية في تصميم الهياكل البيولوجية الجديدة تمامًا هو القدرة الحاسوبية. عادةً ما تقوم عمليات المحاكاة Ab initio بالتحقيق واختبار العديد من حالات البروتين المطابق لتحديد الهياكل التي تتمتع بأقل طاقة حرة (20 ، 21). في عام 2009 ، يمكن للحواسيب الفائقة الحديثة محاكاة بروتين مكون من 50 بقايا ، ذرة تلو الأخرى ، لمدة 1 مللي ثانية. تم تجاوز هذه الإمكانية بواسطة أجهزة الكمبيوتر الشخصية (22 ، 23).

لسوء الحظ ، فإن التنبؤ بوظيفة البروتين من تسلسل الحمض النووي هو أكثر تعقيدًا بكثير من التنبؤ بتركيب البروتين. القدرة على التنبؤ بوظائف البروتين يمكن أن تمكن من تصميم سريع وعقلاني للبروتينات مع أنشطة جديدة تماما. تتصدى مجموعة فرانسيس أرنولد في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا هذه المشكلة باستخدام "أقوى عملية تصميم بيولوجي ، وتطور ، لتحسين الأنزيمات الحالية واختراع إنزيمات جديدة ، وبالتالي التحايل على جهلنا العميق بكيفية ترميز التسلسل." أداة لتطوير بروتينات جديدة ، جزئيًا ، لأن الطفرات اللازمة لتنفيذ وظيفة جديدة مفيدة غالبًا ما تكون غير بديهية للغاية. على الرغم من أن معظم الأحماض الأمينية المسؤولة عن خصوصية الركيزة أو الانتقائية موجودة في الموقع النشط ، إلا أن التعديلات على الأحماض الأمينية البعيدة عن الموقع النشط يمكن أن تؤدي أيضًا إلى أنشطة حفزية محسّنة بشكل كبير (24).

غالبًا ما تنجح الأساليب التي تشمل الحوسبة والتصميم والتطور في إنشاء بروتينات أكثر تعقيدًا حسب التصميم.

التحدي المجتمعي والأخلاقي

لقد تم التنازع على أخلاقيات البيولوجيا التخليقية منذ التقارير الأولى للدوائر الوراثية التي نشرت في أوائل عام 2000 ، ودفع تقرير الجينوم المركب كيميائيًا في عام 2010 إدارة أوباما إلى إنشاء لجنة أخلاقيات بيولوجية لمعالجة القدرات الجديدة في البيولوجيا التخليقية ( 25). خلال هذه المبادرة ، ادعى علماء الأخلاق أنه إذا نجح العلماء في إنشاء الكائن الحي ، فقد تفقد الحياة نفسها مكانتها الخاصة (26). بمعنى آخر ، سيبدأ الناس في رؤية الحياة على أنها مجرد سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المعقدة التي يمكن تكرارها في المختبر ، وإنشاء كائن اصطناعي اختزالي تقوض هذا الوضع الخاص.

ترتبط الحجة الأخلاقية الاختزالية ضد إنشاء الحياة الاصطناعية أيضًا بالاختزال المنهجي ، وهي استراتيجية استغلتها التخصصات الهندسية لتقليل المكونات بشكل منهجي لزيادة فهم كيفية بناء الكل. هذا هو الحال بالنسبة للتوحيد القياسي في البيولوجيا التركيبية ، حيث يتم تمييز كل عنصر على حدة ، ومع ذلك ، لم يكن هناك رد فعل أخلاقي على التوحيد البيولوجي المنهجي. هذه ، مع ذلك ، هي نفس المبادئ الاختزالية التي ستمكّن في النهاية من إنشاء شكل من أشكال الحياة الاصطناعية. أخيرًا ، لا يوجد أي دليل يشير إلى أن الجهود السابقة لبناء حياة شبه اصطناعية ، كما ذكر سابقًا في هذه المقالة ، والكائنات الحية ذات الجينوم الاصطناعي ، قد أضرت بأي حال من الأحوال بالمكانة الخاصة التي ينسبها البشر إلى الكائنات الحية على الرغم من اهتمام وسائل الإعلام.

ومع ذلك ، هناك نقاط أخلاقية أساسية يجب مراعاتها قبل بناء أشكال الحياة الاصطناعية. المبادئ التوجيهية التي وضعتها Weitze و Pühler هي بصيرة خاصة (27). أولاً ، هل لدى العلماء كل المعرفة ذات الصلة وفهم شامل للتكنولوجيا المعنية؟ فقط لأن العلماء يستطيعون بناء شيء ما لا يعني أنهم يجب أن يفعلوا ذلك. وفقًا لذلك ، يجب على العلماء العمل من أجل فهم كامل (حيثما أمكن!) للمبادئ البيولوجية الموجودة داخل الكائن الحي بحيث يمكن الوقاية من المشكلات المحتملة أو تخفيفها.

يجب أيضا النظر في الأضرار المحتملة للكائن الحي الجديد. غالبًا ما يستخدم الناس التكنولوجيا بطرق غير متوقعة ، لذلك من المهم مناقشة التطبيقات المحتملة للكائن التخليقي بشكل استباقي. يجب مراعاة اللوائح الحكومية والاعتبارات الأخلاقية لفترة طويلة قبل بدء الإنشاء الفعلي.

إطار البحث المسؤول والابتكار ، الذي طوره مجلس أبحاث العلوم الهندسية والفيزيائية (EPSRC) ، وكالة التمويل الرئيسية للهندسة والعلوم الفيزيائية في المملكة المتحدة) ، ويدعو إلى إجراء أبحاث البيولوجيا الاصطناعية باستخدام AREA ، والتي تمثل "توقع" ، Reflect ، الانخراط والتصرف (28). يجب على الباحثين استكشاف تأثير مشروعهم البحثي بالكامل قبل الشروع فيه ، والتفكير في أغراض إجراء البحث ، والتواصل مع أشخاص خارج انضباطهم ، بما في ذلك علماء الأخلاقيات البيولوجية ، ثم العمل على هذه العمليات وتحديد اتجاه أبحاثهم مشروع وفقا لذلك.

في العقود القادمة ، سيتم تصميم وبناء خلايا ذات وظائف فريدة وغير طبيعية تمامًا. إن التطورات التي تحققت اليوم تخطو خطوات نحو تحقيق هذا الهدف الأكبر ، وقد تستهل حقبة جديدة من البيولوجيا التخليقية ، حيث تصنع الكائنات الحية بشكل مخصص لمعالجة بعض أكثر مشاكل العالم إلحاحًا.

المراجع

1. "البيولوجيا التركيبية: النطاق والتطبيقات والآثار". الأكاديمية الملكية للهندسة. مايو 2009. تم الوصول إليه في 2 ديسمبر 2017.

2. Jacob F و Monod J. "الآليات التنظيمية الجينية في تركيب البروتينات." مجلة البيولوجيا الجزيئية 3 ، 318-356 (1961).

3. غاردنر TS ، كانتور CR وكولينز JJ. "بناء مفتاح تبديل وراثي في ​​الإشريكية القولونية". Nature 403، 339–342 (2000).

4. Elowitz MB و Leibler S. "شبكة تذبذبية اصطناعية لمنظم النسخ". Nature 403، 335–8 (2000).

5. Chan LY و Kosuri S و Endy D. "Refactoring bacteriophage T7." Mol Syst Biol 1 (2005).

6. Lartigue C ، Glass JI ، Alperovich N ، et al. "زرع الجينوم في البكتيريا: تغيير نوع واحد إلى آخر." العلوم 317 ، 632-8 (2007).

7. Gibson DG، Benders GA، Andrews-Pfannkoch C، et al. "تخليق كيميائي كامل وتجميع واستنساخ جينوم الميكوبلازما التناسلية." العلوم 319 ، 1215-20 (2008).

8. Gibson DG، Glass JI، Lartigue C، et al. "إنشاء خلية بكتيرية يتحكم فيها جينوم مصطنع كيميائيًا". العلوم 329 ، 52-6 (2010).

9. Annaluru N ، Muller H ، Mitchel LA ، وآخرون. "التوليف الكلي لمصمم وظيفي حقيقي النواة كروموسوم". العلوم 344 ، 55-8 (2014).

10. Zhang Y ، Ptacin JL ، Fischer EC ، et al. "كائن شبه اصطناعي يخزن ويسترجع معلومات وراثية متزايدة". Nature 551، 644–47 (2017).

11. "ينشئ العلماء أول كائن شبه اصطناعي يخزن ويسترجع معلومات غير طبيعية". نشرة أخبار معهد سكريبس للأبحاث. 29 نوفمبر 2017. تم الوصول إليه في 2 ديسمبر 2017.

12. هوتشيسون سي إيه ، تشوانغ آر ، نوسكوف في إن ، وآخرون. "تصميم وتوليف الجينوم البكتيري الأدنى". العلوم 351 ، 1414 (2016).

13. Karr JR و Sanghvi JC و Macklin DN et al. "يتنبأ النموذج الحسابي كامل الخلية بالنمط الظاهري من التركيب الوراثي". الخلية 150 ، 389-401 (2012).

14. Danchin A و Fang G. "مجهولون مجهولون: جينات أساسية في البحث عن وظيفة". Microb Biotechnol 9، 530–40 (2016).

15. Peña-Castillo L و Hughes TR. "لماذا لا يزال هناك أكثر من 1000 جين خميرة غير معقد؟" علم الوراثة 176 ، 7-14 (2007).

16. "بيولوجيا النظم: رؤية للهندسة والطب". أكاديمية العلوم الطبية والأكاديمية الملكية للهندسة (2007).

17. كوفمان KW ، Lemmon GH ، DeLuca SL ، Sheehan JH و Meiler J. "مفيد عملي: ما يمكن أن يفعله ROSETTA Modeling Suite for You."

18. كولمان B ، Dantas G ، Ireton GC ، Varani G ، Stoddard BL و Baker D. "تصميم بروتين كروي جديد يطوي بدقة المستوى الذري." Science 302، 1364–68 (2003).

19. Ashworth J ، Havranek JJ ، Duarte CM ، وآخرون. "إعادة تصميم حسابية من الحمض النووي ملزم الحمض النووي وخصوصية الانقسام". Nature 441، 656–59 (2006).

20. Jiang L، Althoff EA، Clemente FR، et al. "دي نوفو التصميم الحسابي للأنزيمات الرجعية ألدول." العلوم 319 ، 1387–191 (2008).

21. Simons KT ، Bonneau R ، Ruczinski I and Baker D.

22. Shaw DE، Bowers KJ، Edmond C، et al. "وقائع المؤتمر المعني بشبكات الحوسبة عالية الأداء والتخزين والتحليل - SC ‘09." (2009).

23. بيرس إل سي تي ، سالومون فيرير آر ، دي أوليفيرا كاف ، وآخرون. "الوصول الروتيني إلى أحداث النطاق الزمني بالميلي ثانية مع الديناميات الجزيئية المتسارعة." J Chem Theory Comput 8، 2997–3002 (2012).

24. Tracewell CA و Arnold FH. "تطور إنزيم موجه: تسلق اللياقة البدنية يصل إلى حد واحد من الأحماض الأمينية في وقت واحد." Curr Opin Chem Biol 13، 3–9 (2009).

25. بولاك أ. لجنة أخلاقيات البيولوجيا تمنح الضوء الأخضر لعلم الأحياء الاصطناعية. "نيويورك تايمز. 16 ديسمبر 2010.

26. Cho MK و Magnus D و Caplan AL و McGee D. "اعتبارات أخلاقية في تركيب جينوم بسيط". العلوم 286 ، 2087–1989)

27. Weitze M و Pühler A. "البيولوجيا التخليقية - نحو علوم هندسية." European Review 22، S102–12 (2014).

28. "إطار للابتكار المسؤول." مجلس بحوث العلوم الهندسية والفيزيائية.