¿Es posible simular el genoma humano y Cas9 CRISPR en una computadora cuántica D-Wave para predecir la manipulación genética de una manera segura?

Lamentablemente, no realmente.

Esta línea de investigación realmente consta de dos partes separadas: 1) simulando y estudiando CAS-9 para ver qué tipo de errores de edición produce y 2) realizando simulaciones de genomas completos de células humanas para determinar la respuesta a estos cambios genómicos (tanto intencionados como no intencionado)

D-Wave funciona mejor con problemas de optimización, que pueden ayudar a simular la interacción de CAS-9 con el ADN, pero los programas de bioquímica computacional ampliamente disponibles superarían a D-Wave para simular esta interacción a lo largo del tiempo (lo cual es más importante). En cuanto a la segunda tarea, la D-Wave actual no tiene suficientes qubits para hacer simulaciones de genoma completo, el genoma humano es simplemente demasiado grande para que una computadora de ~ 2000 qubit pueda rastrear miles de genes y productos proteicos. Recuerde que aunque el espacio de estados posibles para una computadora de 2000 qubits es del orden de 2 ^ 2000, uno solo puede obtener un resultado de 2000 bits de la computadora después de la medición.

Sí, el genoma humano y muchos otros han sido secuenciados. Pero eso no significa que ya sabemos lo que hace todo ese ADN. Todavía hay muchas regiones en el ADN humano cuya función es desconocida. No puedes comprarte una computadora grande y decirle “Averigua cómo funciona todo el ADN”. Va a tomar mucho trabajo y muchos años resolverlo todo. Y descubrir qué sucederá si cambias algo será mucho más trabajo que eso.

Y además de eso, el problema de tratar de descubrir qué sucederá si cambias algo en el ADN es realmente difícil si no puedes probar tus teorías haciendo experimentos. No se permitirá hacer experimentos así en humanos. Por lo tanto, las personas tendrán que calcular todas sus teorías de modificación genética en ratones. Así es como descubrieron cómo funciona la inmunología, trabajando con ratones.

No.

El problema con la simulación de interacciones de proteína de ADN o proteína-proteína no es una cuestión de no tener suficiente potencia informática, es un problema de no tener un modelo exacto de las interacciones para optimizar.

Es mucho mejor usar un experimento en el laboratorio, que no es una simulación, para determinar estas respuestas que usar modelos inexactos para simular con precisión el comportamiento del modelo. Una sola placa de Petrie puede realizar interacciones reales entre Cas9 y el ADN real en muchas más células por hora de las que podemos simular en cualquier computadora, y también evita el problema de simular en un modelo no válido.