Sintētiskais biologs Toms Naits teica: "21. gadsimts būs inženierbioloģijas gadsimts."Viņš ir viens no sintētiskās bioloģijas dibinātājiem un viens no pieciem sintētiskās bioloģijas zvaigžņu uzņēmuma Ginkgo Bioworks dibinātājiem.Uzņēmums tika kotēts Ņujorkas fondu biržā 18. septembrī, un tā novērtējums sasniedza 15 miljardus ASV dolāru.
Toma Naita pētniecības intereses ir mainījušās no datora uz bioloģiju.Kopš vidusskolas laikiem viņš izmantoja vasaras brīvdienas, lai studētu datoru un programmēšanu MIT, un pēc tam arī pavadīja bakalaura un maģistra grādu MIT.
Toms Naits Saprotot, ka Mūra likums paredz cilvēka manipulācijas ar silīcija atomiem robežas, viņš pievērsa uzmanību dzīvajām būtnēm."Mums ir vajadzīgs cits veids, kā ievietot atomus pareizajā vietā... Kas ir vissarežģītākā ķīmija? Tā ir bioķīmija. Es iedomājos, ka jūs varat izmantot biomolekulas, piemēram, olbaltumvielas, kuras var pašas savākties un salikt jums vajadzīgajā diapazonā. kristalizācija."
Inženiertehniskās kvantitatīvās un kvalitatīvās domāšanas izmantošana bioloģisko oriģinālu projektēšanā ir kļuvusi par jaunu pētniecības metodi.Sintētiskā bioloģija ir kā lēciens cilvēka zināšanās.Kā starpdisciplinārai inženierzinātņu, datorzinātņu, bioloģijas u.c. nozarei sintētiskās bioloģijas sākuma gads ir noteikts 2000. gadā.
Divos šogad publicētajos pētījumos ideja par ķēdes dizainu biologiem ir sasniegusi gēnu ekspresijas kontroli.
Bostonas universitātes zinātnieki izveidoja Gēnu pārslēgšanas slēdzi E. coli.Šis modelis izmanto tikai divus gēnu moduļus.Regulējot ārējos stimulus, gēnu ekspresiju var ieslēgt vai izslēgt.
Tajā pašā gadā Prinstonas universitātes zinātnieki izmantoja trīs gēnu moduļus, lai panāktu “oscilācijas” režīma izvadi ķēdes signālā, izmantojot savstarpēju kavēšanu un kavēšanas atbrīvošanu starp tiem.
Gēnu pārslēgšanas slēdža diagramma
Šūnu darbnīca
Sanāksmē dzirdēju cilvēkus runājam par "mākslīgo gaļu".
Pēc datorkonferenču modeļa, "nekonferences pašorganizētās konferences" brīvai saziņai, daži cilvēki dzer alu un pļāpā: Kādi veiksmīgi produkti ir "Sintētiskajā bioloģijā"?Kāds zem Neiespējamā ēdiena pieminēja "mākslīgo gaļu".
Impossible Food nekad nav saucis sevi par "sintētiskās bioloģijas" uzņēmumu, taču galvenais pārdošanas punkts, kas to atšķir no citiem mākslīgās gaļas produktiem - hemoglobīns, kas liek veģetārajai gaļai smaržot unikālu "gaļu", ir no šī uzņēmuma apmēram pirms 20 gadiem.No topošajām disciplīnām.
Iesaistītā tehnoloģija ir izmantot vienkāršu gēnu rediģēšanu, lai ļautu raugam ražot "hemoglobīnu".Pielietojot sintētiskās bioloģijas terminoloģiju, raugs kļūst par "šūnu fabriku", kas ražo vielas pēc cilvēku vēlmēm.
Kas padara gaļu tik spilgti sarkanu un tai ir īpašs aromāts, kad tā garšo?Neiespējamais ēdiens tiek uzskatīts par bagātīgo "hemoglobīnu" gaļā.Hemoglobīns ir atrodams dažādos pārtikas produktos, bet īpaši augsts saturs ir dzīvnieku muskuļos.
Tāpēc uzņēmuma dibinātājs un bioķīmiķis Patriks O. Brauns hemoglobīnu izvēlējās kā "galveno garšvielu" dzīvnieku gaļas imitēšanai.Iegūstot šo "garšvielu" no augiem, Brauns izvēlējās sojas pupiņas, kuru saknēs ir daudz hemoglobīna.
Tradicionālā ražošanas metode prasa tiešu "hemoglobīna" ekstrakciju no sojas pupu saknēm.Vienam kilogramam "hemoglobīna" nepieciešami 6 akriem sojas pupiņu.Augu ekstrakcija ir dārga, un Impossible Food ir izstrādājis jaunu metodi: implantējiet gēnu, kas var apkopot hemoglobīnu raugā, un, raugam augot un replikējoties, hemoglobīns pieaugs.Izmantojot analoģiju, tas ir kā ļaut zoss dēt olas mikroorganismu mērogā.
Hēmu, ko iegūst no augiem, izmanto "mākslīgās gaļas" burgeros
Jaunās tehnoloģijas palielina ražošanas efektivitāti, vienlaikus samazinot stādīšanai patērētos dabas resursus.Tā kā galvenie ražošanas materiāli ir raugs, cukurs un minerālvielas, ķīmisko atkritumu nav daudz.Padomājot par to, šī patiešām ir tehnoloģija, kas "padara labāku nākotni".
Kad cilvēki runā par šo tehnoloģiju, man šķiet, ka tā ir tikai vienkārša tehnoloģija.Viņu acīs ir pārāk daudz materiālu, kurus šādi var veidot no ģenētiskā līmeņa.Noārdāma plastmasa, garšvielas, jaunas zāles un vakcīnas, pesticīdi noteiktām slimībām un pat oglekļa dioksīda izmantošana cietes sintezēšanai... Man sāka rasties konkrētas iztēles par biotehnoloģijas sniegtajām iespējām.
Lasīt, rakstīt un modificēt gēnus
DNS nes visu informāciju par dzīvību no avota, un tas ir arī tūkstošiem dzīvības iezīmju avots.
Mūsdienās cilvēki var viegli nolasīt DNS secību un sintezēt DNS secību atbilstoši dizainam.Konferencē es dzirdēju cilvēkus runājam par CRISPR tehnoloģiju, kas daudzkārt ieguva 2020. gada Nobela prēmiju ķīmijā.Šī tehnoloģija, ko sauc par "Genetic Magic Scissor", var precīzi noteikt un izgriezt DNS, tādējādi realizējot gēnu rediģēšanu.
Pamatojoties uz šo gēnu rediģēšanas tehnoloģiju, ir izveidojušies daudzi jaunuzņēmumi.Daži to izmanto, lai atrisinātu sarežģītu slimību, piemēram, vēža un ģenētisko slimību, gēnu terapiju, un daži izmanto orgānu audzēšanai cilvēka transplantācijai un slimību noteikšanai.
Gēnu rediģēšanas tehnoloģija ir tik ātri ienākusi komerciālos lietojumos, ka cilvēki redz biotehnoloģijas lieliskās izredzes.No pašas biotehnoloģijas attīstības loģikas viedokļa pēc ģenētisko secību nolasīšanas, sintēzes un rediģēšanas nākamais posms, protams, ir izstrādāt no ģenētiskā līmeņa, lai ražotu materiālus, kas atbilst cilvēka vajadzībām.Sintētiskās bioloģijas tehnoloģiju var saprast arī kā nākamo posmu gēnu tehnoloģiju attīstībā.
Divas zinātnieces Emmanuelle Charpentier un Jennifer A. Doudna ieguva 2020. gada Nobela prēmiju ķīmijā par CRISPR tehnoloģiju.
"Daudzi cilvēki ir bijuši apsēsti ar sintētiskās bioloģijas definīciju... Šāda veida sadursme ir notikusi starp inženierzinātnēm un bioloģiju. Es domāju, ka viss, kas no tā izriet, ir sākts saukt par sintētisko bioloģiju."Toms Naits teica.
Pagarinot laika skalu, kopš lauksaimniecības sabiedrības pirmsākumiem cilvēki ir pārbaudījuši un saglabājuši vēlamās dzīvnieku un augu īpašības, ilgstoši krustojot un atlasot.Sintētiskā bioloģija sākas tieši no ģenētiskā līmeņa, lai radītu cilvēkiem vēlamās iezīmes.Šobrīd zinātnieki ir izmantojuši CRISPR tehnoloģiju, lai audzētu rīsus laboratorijā.
Viens no konferences organizatoriem, Qiji dibinātājs Lu Qi atklāšanas video sacīja, ka biotehnoloģija var nest pasaulē plašas izmaiņas, tāpat kā iepriekšējā interneta tehnoloģija.Šķiet, ka tas apstiprina, ka interneta vadītāji, atkāpjoties no amata, izrādīja interesi par dzīvības zinātnēm.
Interneta lielvārdieši visi pievērš uzmanību.Vai beidzot nāk dzīves zinātnes biznesa tendence?
Toms Naits (pirmais no kreisās) un vēl četri uzņēmuma Ginkgo Bioworks dibinātāji |Ginkgo Bioworks
Pusdienu laikā es dzirdēju jaunumus: Unilever 2. septembrī paziņoja, ka ieguldīs 1 miljardu eiro, lai līdz 2030. gadam pakāpeniski pārtrauktu fosilo kurināmo izmantošanu tīru produktu izejvielās.
10 gadu laikā Procter & Gamble ražotie veļas mazgāšanas līdzekļi, veļas pulveris un ziepju produkti pakāpeniski ieviesīs augu izejvielas vai oglekļa uztveršanas tehnoloģiju.Uzņēmums arī atvēlēja vēl vienu miljardu eiro, lai izveidotu fondu, lai finansētu pētījumus par biotehnoloģiju, oglekļa dioksīdu un citām tehnoloģijām oglekļa emisiju samazināšanai.
Cilvēki, kas man pastāstīja šīs ziņas, tāpat kā es, kas dzirdēju šīs ziņas, bija nedaudz pārsteigti par nepilnu 10 gadu termiņu: vai tehnoloģiju pētniecība un attīstība līdz masveida ražošanai tiks pilnībā realizēta tik drīz?
Bet es ceru, ka tas piepildīsies.
Izlikšanas laiks: 31. decembris 2021