La iniciativa 'The Millennium Problems for Biology' propone una lista de diez desafíos científicos de alto nivel, diseñados para definir los límites de la investigación biológica y tecnológica. Estos problemas, contribuidos por Erika Alden DeBenedictis, buscan demostrar avances fundamentales en la comprensión de la vida, la genética y la ingeniería biológica, estableciendo estándares de rigor similar a los problemas de los Milenium en matemáticas.
El primer desafío exige demostrar la emergencia de la vida en un laboratorio, específicamente la replicación autónoma de células de ARN y proteínas a partir de una sopa primordial, requiriendo un aumento de abundancia de 10^6 veces. El segundo problema aborda la criopreservación reversible de ratones silvestres adultos, exigiendo una viabilidad superior al 99% tras 24 horas de congelación. El tercer desafío implica crear una enzima que traduzca secuencias de péptidos en ARN o ADN sin plantilla, un proceso conocido como 'reverse translation'.
Otro objetivo clave es producir una enzima Rubisco con especificidad y velocidad de reacción superiores a las de la naturaleza, y generar una célula viva que utilice un código de cuatro bases en lugar de tres. Además, se plantea la regeneración de extremidades en ratones adultos y la producción de virus AAV y lentivirus en bacterias, lo cual representa un avance significativo en la biología sintética. Finalmente, se incluyen desafíos para diseñar proteasas específicas que corten proteínas en células vivas y unificadores proteicos que se unan a objetivos intracelulares sin necesidad de evolución posterior. Estos problemas sirven como marco de referencia para evaluar el progreso de la biología de sistemas y la ingeniería genética.