Sintetički biolog Tom Knight rekao je: "21. stoljeće bit će stoljeće inženjerske biologije."Jedan je od utemeljitelja sintetske biologije i jedan od petorice osnivača Ginkgo Bioworksa, tvrtke zvijezde u sintetskoj biologiji.Tvrtka je uvrštena na burzu u New Yorku 18. rujna, a procjena joj je dosegla 15 milijardi američkih dolara.
Istraživački interes Toma Knighta prešao je s računala na biologiju.Od srednjoškolskih dana ljetne je praznike koristio za studij računala i programiranja na MIT-u, a potom je na MIT-u proveo i preddiplomski i diplomski studij.
Tom Knight Uvidjevši da Mooreov zakon predviđa granice ljudske manipulacije atomima silicija, usmjerio je pozornost na živa bića."Potreban nam je drugačiji način da postavimo atome na pravo mjesto… Koja je najsloženija kemija? To je biokemija. Pretpostavljam da možete koristiti biomolekule, kao što su proteini, koji se mogu sami sastaviti i sastaviti unutar raspona koji vam je potreban. kristalizacija."
Korištenje inženjerskog kvantitativnog i kvalitativnog razmišljanja za dizajniranje bioloških originala postalo je nova metoda istraživanja.Sintetička biologija je poput skoka u ljudskom znanju.Kao interdisciplinarno polje inženjerstva, računarstva, biologije itd., početna godina sintetičke biologije je 2000.
U dvije studije objavljene ove godine, ideja o dizajnu sklopova za biologe postigla je kontrolu ekspresije gena.
Znanstvenici sa sveučilišta u Bostonu konstruirali su prekidač Gene u E. coli.Ovaj model koristi samo dva genska modula.Regulacijom vanjskih podražaja ekspresija gena može se uključiti ili isključiti.
Iste godine, znanstvenici sa Sveučilišta Princeton upotrijebili su tri genska modula za postizanje izlaznog načina "osciliranja" u signalu kruga korištenjem međusobne inhibicije i otpuštanja inhibicije između njih.
Dijagram preklopnog prekidača gena
Radionica stanica
Na sastanku sam čuo ljude kako govore o "umjetnom mesu".
Po modelu računalne konferencije, "nekonferencijske samoorganizirane konferencije" za slobodnu komunikaciju, neki ljudi piju pivo i čavrljaju: Koji uspješni proizvodi postoje u "Sintetičkoj biologiji"?Netko je pod Nemogućom hranom spomenuo "umjetno meso".
Impossible Food sebe nikada nije nazivala tvrtkom za "sintetičku biologiju", ali glavna prodajna točka koja je razlikuje od ostalih proizvoda od umjetnog mesa - hemoglobin koji čini da vegetarijansko meso miriše jedinstveno "meso" dolazi iz ove tvrtke prije otprilike 20 godina.Disciplina u nastajanju.
Uključena tehnologija je korištenje jednostavnog uređivanja gena kako bi se omogućilo kvascu da proizvodi "hemoglobin".Primjenjujući terminologiju sintetske biologije, kvasac postaje "tvornica stanica" koja proizvodi tvari prema željama ljudi.
Zbog čega je meso tako svijetlo crveno i ima posebnu aromu kada se kuša?Nemoguća hrana se smatra bogatim "hemoglobinom" u mesu.Hemoglobin se nalazi u raznim namirnicama, ali sadržaj je osobito visok u mišićima životinja.
Stoga je osnivač tvrtke i biokemičar Patrick O. Brown izabrao hemoglobin kao "ključni začin" za simulaciju životinjskog mesa.Ekstrahirajući ovaj "začin" iz biljaka, Brown je odabrao soju koja je u svom korijenu bogata hemoglobinom.
Tradicionalna metoda proizvodnje zahtijeva izravnu ekstrakciju "hemoglobina" iz korijena soje.Za jedan kilogram "hemoglobina" potrebno je 6 hektara soje.Ekstrakcija biljke je skupa, a Impossible Food je razvio novu metodu: implantirati gen koji može sastaviti hemoglobin u kvasac, a kako kvasac raste i replicira se, hemoglobin će rasti.Da upotrijebimo analogiju, to je kao da pustite gusku da nosi jaja na razini mikroorganizama.
Hem, koji se ekstrahira iz biljaka, koristi se u hamburgerima od "umjetnog mesa".
Nove tehnologije povećavaju učinkovitost proizvodnje dok smanjuju prirodne resurse koji se troše sadnjom.Budući da su glavni materijali za proizvodnju kvasac, šećer i minerali, nema puno kemijskog otpada.Razmišljajući o tome, ovo je doista tehnologija koja "budućnost čini boljom".
Kad ljudi govore o ovoj tehnologiji, osjećam da je to samo jednostavna tehnologija.U njihovim očima postoji previše materijala koji se mogu dizajnirati s genetske razine na ovaj način.Razgradiva plastika, začini, novi lijekovi i cjepiva, pesticidi za određene bolesti, pa čak i korištenje ugljičnog dioksida za sintezu škroba... Počeo sam imati neke konkretne zamisli o mogućnostima koje donosi biotehnologija.
Čitati, pisati i mijenjati gene
DNK nosi sve informacije o životu iz izvora, a također je i izvor tisuća životnih osobina.
Danas ljudska bića mogu lako čitati sekvencu DNK i sintetizirati sekvencu DNK prema dizajnu.Na konferenciji sam čuo ljude kako govore o tehnologiji CRISPR koja je mnogo puta osvojila Nobelovu nagradu za kemiju 2020.Ova tehnologija, nazvana "Genetic Magic Scissor", može točno locirati i rezati DNK, čime se ostvaruje uređivanje gena.
Na temelju ove tehnologije uređivanja gena nastale su mnoge startup tvrtke.Neki ga koriste za rješavanje genske terapije teških bolesti poput raka i genetskih bolesti, a neki ga koriste za uzgoj organa za transplantaciju ljudi i otkrivanje bolesti.
Tehnologija za uređivanje gena ušla je u komercijalnu primjenu tako brzo da ljudi vide velike izglede biotehnologije.Iz perspektive razvojne logike same biotehnologije, nakon što čitanje, sinteza i uređivanje genetskih nizova sazriju, sljedeća faza je prirodno projektiranje s genetske razine za proizvodnju materijala koji zadovoljavaju ljudske potrebe.Tehnologija sintetičke biologije također se može shvatiti kao sljedeća faza u razvoju tehnologije gena.
Dvije znanstvenice Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna osvojile su Nobelovu nagradu za kemiju 2020. za tehnologiju CRISPR.
"Mnogi su ljudi bili opsjednuti definicijom sintetičke biologije... Do ove vrste sudara došlo je između inženjerstva i biologije. Mislim da se sve što proizlazi iz toga počelo nazivati sintetička biologija."rekao je Tom Knight.
Proširujući vremensku ljestvicu, od početka poljoprivrednog društva, ljudi su probirali i zadržavali životinjske i biljne osobine koje su željeli dugim križanjem i selekcijom.Sintetička biologija počinje izravno s genetske razine kako bi stvorila osobine koje ljudi žele.Trenutno su znanstvenici koristili CRISPR tehnologiju za uzgoj riže u laboratoriju.
Jedan od organizatora konferencije, osnivač tvrtke Qiji Lu Qi rekao je u uvodnom videu da biotehnologija može donijeti opsežne promjene svijetu baš kao i prethodne internetske tehnologije.Čini se da ovo potvrđuje da su svi izvršni direktori interneta izrazili interes za znanosti o životu kada su dali ostavku.
Svi internetski velikaši obraćaju pozornost.Dolazi li poslovni trend znanosti o životu konačno?
Tom Knight (prvi slijeva) i još četiri osnivača Ginkgo Bioworksa |Ginkgo Bioworks
Tijekom ručka sam čuo vijest: Unilever je 2. rujna rekao da će uložiti milijardu eura u postupno ukidanje fosilnih goriva u čistim sirovinama do 2030.
U roku od 10 godina, deterdžent za rublje, prašak za pranje i sapun proizvodi koje proizvodi Procter & Gamble postupno će usvojiti biljne sirovine ili tehnologiju hvatanja ugljika.Tvrtka je također izdvojila još milijardu eura za osnivanje fonda za financiranje istraživanja biotehnologije, ugljičnog dioksida i drugih tehnologija za smanjenje emisije ugljika.
Ljudi koji su mi rekli ovu vijest, kao i ja koji sam čuo vijest, bili su pomalo iznenađeni vremenskim ograničenjem od manje od 10 godina: Hoće li tehnološko istraživanje i razvoj do masovne proizvodnje biti u potpunosti realizirani tako brzo?
Ali nadam se da će se ostvariti.
Vrijeme objave: 31. prosinca 2021