Sintetički biolog Tom Knight je rekao: "21. vijek će biti vijek inženjerske biologije." On je jedan od osnivača sintetičke biologije i jedan od pet osnivača Ginkgo Bioworksa, zvjezdane kompanije u sintetičkoj biologiji. Kompanija je uvrštena na Njujoršku berzu 18. septembra, a njena vrijednost je dostigla 15 milijardi američkih dolara.
Tom Knightova istraživačka interesovanja su se pomjerila sa računarstva na biologiju. Od vremena srednje škole, ljetni raspust je koristio za studiranje računarstva i programiranja na MIT-u, a zatim je proveo i dodiplomske i postdiplomske studije na MIT-u.
Tom Knight Shvativši da Murov zakon predviđa granice ljudske manipulacije atomima silicija, svoju pažnju je usmjerio na živa bića. "Potreban nam je drugačiji način da atome postavimo na pravo mjesto... Koja je najsloženija hemija? To je biohemija. Zamišljam da možete koristiti biomolekule, poput proteina, koje se mogu same sastavljati i sastavljati unutar raspona koji vam je potreban. kristalizacija."
Korištenje inženjerskog kvantitativnog i kvalitativnog razmišljanja za dizajniranje bioloških originala postala je nova istraživačka metoda. Sintetička biologija je poput skoka u ljudskom znanju. Kao interdisciplinarno područje inženjerstva, računarstva, biologije itd., početna godina sintetičke biologije postavljena je na 2000. godinu.
U dvije studije objavljene ove godine, ideja dizajna kola za biologe postigla je kontrolu ekspresije gena.
Naučnici sa Univerziteta u Bostonu konstruisali su prekidač za gene u E. coli. Ovaj model koristi samo dva genska modula. Regulacijom vanjskih stimulansa, ekspresija gena se može uključiti ili isključiti.
Iste godine, naučnici na Univerzitetu Princeton koristili su tri genska modula kako bi postigli izlazni "oscilacijski" način rada u signalu kola koristeći međusobnu inhibiciju i oslobađanje inhibicije između njih.
Dijagram prekidača gena
Radionica o ćelijama
Na sastanku sam čuo ljude kako pričaju o "vještačkom mesu".
Slijedeći model kompjuterske konferencije, "nekonferencijske samoorganizirane konferencije" za slobodnu komunikaciju, neki ljudi piju pivo i ćaskaju: Koji uspješni proizvodi postoje u "Sintetičkoj biologiji"? Neko je spomenuo "umjetno meso" pod Nemogućom hranom.
Impossible Food nikada sebe nije nazivao kompanijom "sintetičke biologije", ali ključna prodajna prednost koja je razlikuje od drugih umjetnih mesnih proizvoda - hemoglobin koji vegetarijanskom mesu daje jedinstven miris "mesa", potiče od ove kompanije prije otprilike 20 godina. Iz novih disciplina.
Tehnologija koja je uključena sastoji se od jednostavnog uređivanja gena kako bi se kvascu omogućila proizvodnja "hemoglobina". Da primijenimo terminologiju sintetičke biologije, kvasac postaje "fabrika ćelija" koja proizvodi supstance prema željama ljudi.
Šta meso čini tako jarko crvenim i ima posebnu aromu kada se proba? Nemoguća hrana se smatra bogatim "hemoglobinom" u mesu. Hemoglobin se nalazi u raznim namirnicama, ali je sadržaj posebno visok u životinjskim mišićima.
Stoga je osnivač kompanije i biohemičar Patrick O. Brown odabrao hemoglobin kao "ključni začin" za simuliranje životinjskog mesa. Ekstrakcijom ovog "začina" iz biljaka, Brown je odabrao soju koja je bogata hemoglobinom u svom korijenu.
Tradicionalna metoda proizvodnje zahtijeva direktnu ekstrakciju "hemoglobina" iz korijena soje. Za jedan kilogram "hemoglobina" potrebno je 6 hektara soje. Ekstrakcija iz biljke je skupa, a Impossible Food je razvio novu metodu: implantira gen koji može sastaviti hemoglobin u kvasac, i kako kvasac raste i replicira se, hemoglobin će rasti. Da upotrijebimo analogiju, ovo je kao da pustimo gusku da nosi jaja u mjeri u kojoj su mikroorganizami.
Hem, koji se ekstrahuje iz biljaka, koristi se u hamburgerima od "umjetnog mesa".
Nove tehnologije povećavaju efikasnost proizvodnje, a istovremeno smanjuju potrošnju prirodnih resursa prilikom sadnje. Budući da su glavni proizvodni materijali kvasac, šećer i minerali, nema mnogo hemijskog otpada. Kad bolje razmislimo, ovo je zaista tehnologija koja "čini budućnost boljom".
Kada ljudi pričaju o ovoj tehnologiji, osjećam da je to samo jednostavna tehnologija. Po njihovom mišljenju, previše je materijala koji se mogu dizajnirati na genetskom nivou na ovaj način. Razgradiva plastika, začini, novi lijekovi i vakcine, pesticidi za određene bolesti, pa čak i upotreba ugljičnog dioksida za sintezu škroba... Počeo sam imati konkretne zamisli o mogućnostima koje donosi biotehnologija.
Čitajte, pišite i modificirajte gene
DNK nosi sve informacije o životu iz izvora, a ujedno je i izvor hiljada osobina života.
Danas ljudi mogu lako čitati DNK sekvence i sintetizirati DNK sekvence prema dizajnu. Na konferenciji sam čuo ljude kako pričaju o CRISPR tehnologiji koja je više puta osvojila Nobelovu nagradu za hemiju 2020. godine. Ova tehnologija, nazvana "Genetičke magične makaze", može precizno locirati i rezati DNK, čime se ostvaruje uređivanje gena.
Na osnovu ove tehnologije uređivanja gena, pojavile su se mnoge startup kompanije. Neke je koriste za rješavanje problema genske terapije teških bolesti poput raka i genetskih oboljenja, a neke je koriste za uzgoj organa za transplantaciju i otkrivanje bolesti kod ljudi.
Tehnologija uređivanja gena je tako brzo ušla u komercijalne primjene da ljudi vide velike izglede biotehnologije. Iz perspektive logike razvoja same biotehnologije, nakon što čitanje, sinteza i uređivanje genetičkih sekvenci sazriju, sljedeća faza je prirodno dizajniranje sa genetičkog nivoa kako bi se proizveli materijali koji zadovoljavaju ljudske potrebe. Tehnologija sintetičke biologije se također može shvatiti kao sljedeća faza u razvoju genske tehnologije.
Dvije naučnice, Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna, osvojile su Nobelovu nagradu za hemiju 2020. godine za CRISPR tehnologiju.
„Mnogi ljudi su bili opsjednuti definicijom sintetičke biologije... Do ove vrste sudara došlo je između inženjerstva i biologije. Mislim da je sve što iz ovoga proizađe počelo da se naziva sintetičkom biologijom“, rekao je Tom Knight.
Proširujući vremensku skalu, od početka poljoprivrednog društva, ljudi su kroz dugotrajno ukrštanje i selekciju birali i zadržavali željene životinjske i biljne osobine. Sintetička biologija počinje direktno od genetskog nivoa kako bi generirala osobine koje ljudi žele. Trenutno, naučnici koriste CRISPR tehnologiju za uzgoj riže u laboratoriji.
Jedan od organizatora konferencije, osnivač Qiji-ja, Lu Qi, rekao je u uvodnom videu da bi biotehnologija mogla donijeti velike promjene svijetu baš kao i prethodna internet tehnologija. Čini se da ovo potvrđuje da su svi direktori internet kompanija izrazili interes za nauke o životu kada su dali ostavku.
Svi internet velikani obraćaju pažnju. Da li poslovni trend nauke o životu konačno dolazi?
Tom Knight (prvi s lijeva) i još četiri osnivača Ginkgo Bioworksa | Ginkgo Bioworks
Tokom ručka sam čuo vijest: Unilever je 2. septembra saopštio da će investirati milijardu eura u postepeno ukidanje fosilnih goriva u čiste sirovine za proizvode do 2030. godine.
U roku od 10 godina, deterdžent za veš, prašak za veš i sapuni koje proizvodi Procter & Gamble postepeno će usvojiti biljne sirovine ili tehnologiju hvatanja ugljika. Kompanija je također izdvojila dodatnih milijardu eura za osnivanje fonda za finansiranje istraživanja biotehnologije, ugljičnog dioksida i drugih tehnologija za smanjenje emisija ugljika.
Ljudi koji su mi rekli ovu vijest, kao i ja koji sam je čuo, bili su pomalo iznenađeni vremenskim ograničenjem od manje od 10 godina: Hoće li se tehnološka istraživanja i razvoj do masovne proizvodnje u potpunosti ostvariti tako brzo?
Ali se nadam da će se to ostvariti.
Vrijeme objave: 31. decembar 2021.