Синтетички биолог Том Најт је рекао: „21. век ће бити век инжењерске биологије.“ Он је један од оснивача синтетичке биологије и један од пет оснивача компаније Ginkgo Bioworks, водеће компаније у синтетичкој биологији. Компанија је листирана на њујоршкој берзи 18. септембра, а њена вредност је достигла 15 милијарди америчких долара.
Томова истраживачка интересовања су се померила са рачунарства на биологију. Од времена средње школе, летњи распуст је користио за студирање рачунарства и програмирања на МИТ-у, а затим је тамо провео и основне и мастер студије.
Том Најт Схвативши да Муров закон предвиђа границе људске манипулације атомима силицијума, усмерио је пажњу на жива бића. „Потребан нам је другачији начин да поставимо атоме на право место... Која је најсложенија хемија? То је биохемија. Замишљам да можете користити биомолекуле, попут протеина, који се могу сами састављати и састављати у опсегу који вам је потребан. кристализација.“
Коришћење инжењерског квантитативног и квалитативног размишљања за дизајнирање биолошких оригинала постало је нова метода истраживања. Синтетичка биологија је попут скока у људском знању. Као интердисциплинарна област инжењерства, рачунарства, биологије итд., година почетка синтетичке биологије је одређена за 2000. годину.
У две студије објављене ове године, идеја дизајна кола за биологе постигла је контролу експресије гена.
Научници са Универзитета у Бостону конструисали су прекидач за гене у E. coli. Овај модел користи само два генска модула. Регулисањем спољашњих стимулуса, експресија гена може се укључити или искључити.
Исте године, научници на Универзитету Принстон користили су три генска модула да би постигли излаз „осцилационог“ режима у сигналу кола користећи међусобну инхибицију и ослобађање инхибиције између њих.
Дијаграм прекидача гена
Радионица ћелија
На састанку сам чуо људе како причају о „вештачком месу“.
Пратећи модел компјутерске конференције, „неконференцијске самоорганизоване конференције“ за слободну комуникацију, неки људи пију пиво и ћаскају: Који успешни производи постоје у „Синтетичкој биологији“? Неко је поменуо „вештачко месо“ под Немогућом храном.
Компанија Impossible Food никада себе није називала компанијом „синтетичке биологије“, али кључна продајна тачка која је разликује од других вештачких месних производа – хемоглобин који вегетаријанско месо чини јединственим мирисом „меса“ – потиче од ове компаније пре око 20 година. Једна од нових дисциплина.
Технологија која је укључена јесте коришћење једноставног уређивања гена како би се квасцу омогућило да производи „хемоглобин“. Да применимо терминологију синтетичке биологије, квасац постаје „фабрика ћелија“ која производи супстанце према жељама људи.
Шта чини месо тако јарко црвеним и има посебну арому када се окуси? Немогућа храна се сматра богатим „хемоглобином“ у месу. Хемоглобин се налази у разним намирницама, али је садржај посебно висок у животињским мишићима.
Стога је оснивач компаније и биохемичар Патрик О. Браун изабрао хемоглобин као „кључни зачин“ за симулацију животињског меса. Екстрахујући овај „зачин“ из биљака, Браун је изабрао соју која је богата хемоглобином у свом корену.
Традиционална метода производње захтева директно екстракцију „хемоглобина“ из корена соје. Један килограм „хемоглобина“ захтева 6 хектара соје. Екстракција биљке је скупа, а Impossible Food је развио нову методу: имплантира ген који може да састави хемоглобин у квасац, и како квасац расте и реплицира се, хемоглобин ће расти. Да употребимо аналогију, ово је као да пустимо гуску да носи јаја у размери микроорганизама.
Хем, који се екстрахује из биљака, користи се у бургерима од „вештачког меса“
Нове технологије повећавају ефикасност производње, а истовремено смањују природне ресурсе који се троше на садњу. Пошто су главни производни материјали квасац, шећер и минерали, нема много хемијског отпада. Кад се о томе боље размисли, ово је заиста технологија која „чини будућност бољом“.
Када људи говоре о овој технологији, осећам да је то само једноставна технологија. По њиховом мишљењу, постоји превише материјала који се могу дизајнирати са генетског нивоа на овај начин. Разградива пластика, зачини, нови лекови и вакцине, пестициди за одређене болести, па чак и употреба угљен-диоксида за синтезу скроба... Почео сам да имам неке конкретне маште о могућностима које доноси биотехнологија.
Читајте, пишите и модификујте гене
ДНК носи све информације о животу из извора, а такође је и извор хиљада особина живота.
Данас, људи могу лако да читају секвенце ДНК и синтетишу секвенце ДНК према задатку. На конференцији сам чуо људе како говоре о CRISPR технологији која је више пута освојила Нобелову награду за хемију 2020. године. Ова технологија, названа „Генетске магичне маказе“, може прецизно лоцирати и исећи ДНК, чиме се остварује генетско уређивање.
На основу ове технологије генетског уређивања, појавиле су се многе стартап компаније. Неке је користе за решавање генске терапије тешких болести попут рака и генетских обољења, а неке је користе за узгој органа за људску трансплантацију и откривање болести.
Технологија генетског уређивања је тако брзо ушла у комерцијалне примене да људи виде велике перспективе биотехнологије. Са становишта логике развоја саме биотехнологије, након што су читање, синтеза и уређивање генетских секвенци сазрели, следећа фаза је природно дизајнирање са генетског нивоа како би се произвели материјали који задовољавају људске потребе. Технологија синтетичке биологије се такође може схватити као следећа фаза у развоју генетске технологије.
Две научнице, Емануел Шарпантје и Џенифер А. Дудна, освојиле су Нобелову награду за хемију 2020. године за CRISPR технологију.
„Много људи је опседнуто дефиницијом синтетичке биологије... До ове врсте судара је дошло између инжењерства и биологије. Мислим да је све што из тога произилази почело да се назива синтетичком биологијом“, рекао је Том Најт.
Продужавајући временску скалу, од почетка пољопривредног друштва, људи су бирали и задржавали животињске и биљне особине које желе кроз дуготрајно укрштање и селекцију. Синтетичка биологија почиње директно од генетског нивоа да би генерисала особине које људи желе. Тренутно, научници користе CRISPR технологију за узгој пиринча у лабораторији.
Један од организатора конференције, оснивач компаније Ћиђи, Лу Ћи, рекао је у уводном видеу да би биотехнологија могла донети велике промене свету, баш као и претходна интернет технологија. Чини се да ово потврђује да су сви извршни директори интернет компанија изразили интересовање за науке о животу када су поднели оставку.
Интернет гиганти обраћају пажњу. Да ли пословни тренд науке о животу коначно стиже?
Том Најт (први с лева) и још четири оснивача компаније Ginkgo Bioworks | Ginkgo Bioworks
Током ручка, чуо сам вест: Unilever је 2. септембра саопштио да ће уложити милијарду евра у постепено укидање фосилних горива у чисте сировине за производњу до 2030. године.
У року од 10 година, детерџенти за веш, прашкови за веш и сапуни које производи Procter & Gamble постепено ће усвајати биљне сировине или технологију хватања угљеника. Компанија је такође издвојила додатних милијарду евра за оснивање фонда за финансирање истраживања биотехнологије, угљен-диоксида и других технологија за смањење емисије угљеника.
Људи који су ми саопштили ову вест, као и ја који сам је чуо, били су помало изненађени временским ограничењем од мање од 10 година: Да ли ће технолошка истраживања и развој до масовне производње бити у потпуности реализовани тако брзо?
Али се надам да ће се то остварити.
Време објаве: 31. децембар 2021.