Sintetiese bioloog Tom Knight het gesê: "Die 21ste eeu sal die eeu van ingenieursbiologie wees." Hy is een van die stigters van sintetiese biologie en een van die vyf stigters van Ginkgo Bioworks, 'n stermaatskappy in sintetiese biologie. Die maatskappy is op 18 September op die New Yorkse aandelebeurs genoteer en die waardasie daarvan het VS$15 miljard bereik.
Tom Knight se navorsingsbelangstellings het 'n verskuiwing ondergaan van rekenaars na biologie. Vanaf hoërskool het hy die somervakansie gebruik om rekenaars en programmering by MIT te studeer, en daarna ook sy voorgraadse en nagraadse vlakke by MIT deurgebring.
Tom Knight het besef dat Moore se Wet die perke van menslike manipulasie van silikonatome voorspel het, en het sy aandag op lewende dinge gevestig. "Ons het 'n ander manier nodig om atome op die regte plek te plaas... Wat is die mees komplekse chemie? Dit is biochemie. Ek verbeel my dat jy biomolekules, soos proteïene, kan gebruik wat self kan saamstel en binne die bereik wat jy benodig, kan saamstel. kristallisasie."
Die gebruik van kwantitatiewe en kwalitatiewe ingenieursdenke om biologiese oorspronklikes te ontwerp, het 'n nuwe navorsingsmetode geword. Sintetiese biologie is soos 'n sprong in menslike kennis. As 'n interdissiplinêre veld van ingenieurswese, rekenaarwetenskap, biologie, ens., is die beginjaar van sintetiese biologie as 2000 vasgestel.
In twee studies wat vanjaar gepubliseer is, het die idee van stroombaanontwerp vir bioloë die beheer van geenuitdrukking bereik.
Wetenskaplikes aan die Universiteit van Boston het 'n geenskakelaar in E. coli gebou. Hierdie model gebruik slegs twee geenmodules. Deur eksterne stimuli te reguleer, kan geenekspressie aan- of afgeskakel word.
In dieselfde jaar het wetenskaplikes aan die Princeton Universiteit drie geenmodules gebruik om die "ossillasie"-modusuitset in die stroombaansein te bereik deur die wedersydse inhibisie en vrystelling van inhibisie tussen hulle te gebruik.
Geen skakelaar diagram
Selwerkswinkel
By die vergadering het ek mense hoor praat oor "kunsmatige vleis".
Volgens die rekenaarkonferensiemodel, die "onkonferensie selfgeorganiseerde konferensie" vir vrye kommunikasie, drink sommige mense bier en gesels: Watter suksesvolle produkte is daar in "Sintetiese Biologie"? Iemand het die "kunsmatige vleis" onder Onmoontlike Kos genoem.
Impossible Food het hulself nog nooit 'n "sintetiese biologie"-maatskappy genoem nie, maar die kernverkooppunt wat dit van ander kunsmatige vleisprodukte onderskei - die hemoglobien wat vegetariese vleis unieke "vleis" laat ruik - kom van hierdie maatskappy sowat 20 jaar gelede. Van opkomende dissiplines.
Die betrokke tegnologie is om eenvoudige geenredigering te gebruik om gis toe te laat om "hemoglobien" te produseer. Om die terminologie van sintetiese biologie toe te pas, word gis 'n "selfabriek" wat stowwe volgens mense se wense produseer.
Wat maak die vleis so helderrooi en het 'n spesiale aroma wanneer dit smaak? Impossible Food word beskou as die ryk "hemoglobien" in vleis. Hemoglobien word in verskeie voedselsoorte aangetref, maar die inhoud is veral hoog in dierspiere.
Daarom is hemoglobien deur die maatskappy se stigter en biochemikus Patrick O. Brown gekies as die "sleutelspesery" vir die simulasie van dierevleis. Brown het hierdie "spesery" uit plante onttrek en sojabone gekies wat ryk is aan hemoglobien by hul wortels.
Die tradisionele produksiemetode vereis direkte ekstraksie van "hemoglobien" uit die wortels van sojabone. Een kilogram "hemoglobien" benodig 6 akker sojabone. Plantekstraksie is duur, en Impossible Food het 'n nuwe metode ontwikkel: die geen wat hemoglobien kan saamstel, word in gis ingeplant, en soos die gis groei en repliseer, sal hemoglobien groei. Om 'n analogie te gebruik, dit is soos om ganse eiers te laat lê op die skaal van mikroörganismes.
Heem, wat uit plante onttrek word, word in "kunsmatige vleis"-burgers gebruik.
Nuwe tegnologieë verhoog produksiedoeltreffendheid terwyl dit die natuurlike hulpbronne wat deur aanplanting verbruik word, verminder. Aangesien die hoofproduksiemateriaal gis, suiker en minerale is, is daar nie veel chemiese afval nie. As mens daaraan dink, is dit werklik 'n tegnologie wat "die toekoms beter maak".
Wanneer mense oor hierdie tegnologie praat, voel ek dat dit net 'n eenvoudige tegnologie is. In hulle oë is daar te veel materiale wat op hierdie manier van genetiese vlak af ontwerp kan word. Afbreekbare plastiek, speserye, nuwe medisyne en entstowwe, plaagdoders vir spesifieke siektes, en selfs die gebruik van koolstofdioksied om stysel te sintetiseer… Ek het begin om konkrete verbeeldings te kry oor die moontlikhede wat biotegnologie bied.
Lees, skryf en wysig gene
DNS dra al die inligting van lewe vanaf die bron, en dit is ook die bron van duisende lewenseienskappe.
Deesdae kan mense maklik DNA-volgorde lees en DNA-volgorde volgens ontwerp sintetiseer. By die konferensie het ek mense hoor praat oor die CRISPR-tegnologie wat die 2020 Nobelprys vir Chemie al verskeie kere gewen het. Hierdie tegnologie, genaamd "Genetic Magic Scissor", kan DNA akkuraat opspoor en sny, en sodoende geenredigering bewerkstellig.
Gebaseer op hierdie geenredigeringstegnologie het baie opstartmaatskappye ontstaan. Sommige gebruik dit om die geenterapie van moeilike siektes soos kanker en genetiese siektes op te los, en sommige gebruik dit om organe vir menslike oorplantings te kweek en siektes op te spoor.
Geenredigeringstegnologie het so vinnig kommersiële toepassings betree dat mense die groot vooruitsigte van biotegnologie sien. Vanuit die perspektief van die ontwikkelingslogika van biotegnologie self, nadat die lees, sintese en redigering van genetiese volgordes volwasse geword het, is die volgende fase natuurlik om vanaf die genetiese vlak te ontwerp om materiale te produseer wat aan menslike behoeftes voldoen. Sintetiese biologietegnologie kan ook verstaan word as die volgende fase in die ontwikkeling van geentegnologie.
Twee wetenskaplikes, Emmanuelle Charpentier en Jennifer A. Doudna, het die 2020 Nobelprys vir Chemie vir CRISPR-tegnologie gewen.
"Baie mense is obsessief oor die definisie van sintetiese biologie... Hierdie soort botsing het plaasgevind tussen ingenieurswese en biologie. Ek dink enigiets wat hieruit voortspruit, word sintetiese biologie genoem," het Tom Knight gesê.
Deur die tydskaal te verleng, het mense sedert die begin van die landbougemeenskap die dier- en planteienskappe wat hulle wil hê, gekeur en behou deur lang kruisteling en seleksie. Sintetiese biologie begin direk vanaf die genetiese vlak om die eienskappe te genereer wat mense wil hê. Tans het wetenskaplikes CRISPR-tegnologie gebruik om rys in die laboratorium te kweek.
Een van die organiseerders van die konferensie, Qiji-stigter Lu Qi, het in die openingsvideo gesê dat biotegnologie omvangryke veranderinge in die wêreld kan bring, net soos die vorige internettegnologie. Dit blyk te bevestig dat internet-uitvoerende hoofde almal belangstelling in lewenswetenskappe getoon het toe hulle bedank het.
Internet-grootkoppe gee almal aandag. Kom die saketendens van lewenswetenskap uiteindelik?
Tom Knight (eerste van links) en vier ander Ginkgo Bioworks-stigters | Ginkgo Bioworks
Tydens middagete het ek 'n nuusberig gehoor: Unilever het op 2 September gesê dat hulle 1 miljard euro sou belê om fossielbrandstowwe in skoon produk-grondstowwe teen 2030 uit te faseer.
Binne 10 jaar sal die wasmiddel, waspoeier en seepprodukte wat deur Procter & Gamble vervaardig word, geleidelik plantaardige grondstowwe of koolstofopvangtegnologie aanneem. Die maatskappy het ook nog 1 miljard euro opsy gesit om 'n fonds op te rig om navorsing oor biotegnologie, koolstofdioksied en ander tegnologieë te befonds om koolstofvrystellings te verminder.
Die mense wat my hierdie nuus vertel het, soos ek wat die nuus gehoor het, was 'n bietjie verbaas oor die tydsbeperking van minder as 10 jaar: Sal tegnologie-navorsing en -ontwikkeling tot massaproduksie so gou ten volle verwesenlik word?
Maar ek hoop dit sal waar word.
Plasingstyd: 31 Desember 2021