Tom Knight szintetikus biológus azt mondta: „A 21. század a mérnöki biológia százada lesz.” Ő a szintetikus biológia egyik alapítója, és a Ginkgo Bioworks, a szintetikus biológia sztárvállalatának öt alapítója egyike. A vállalatot szeptember 18-án jegyezték a New York-i tőzsdén, és értéke elérte a 15 milliárd dollárt.
Tom Knight kutatási érdeklődése a számítástechnikáról a biológia felé tolódott el. Középiskolás korától kezdve a nyári szünetet számítástechnika és programozás tanulmányozásával töltötte az MIT-n, majd alap- és mesterképzését is az MIT-n töltötte.
Tom Knight felismerte, hogy Moore törvénye megjósolja a szilíciumatomok emberi manipulációjának korlátait, ezért az élőlények felé fordította figyelmét. „Más módszerre van szükségünk ahhoz, hogy az atomokat a megfelelő helyre tegyük… Mi a legösszetettebb kémia? A biokémia. El tudom képzelni, hogy használhatunk biomolekulákat, például fehérjéket, amelyek képesek önszerveződésre és a szükséges tartományon belüli összeállásra. kristályosodás.”
A biológiai eredeti termékek tervezésében alkalmazott mérnöki kvantitatív és kvalitatív gondolkodásmód új kutatási módszerré vált. A szintetikus biológia olyan, mint egy ugrás az emberi tudásban. A mérnöki tudományok, a számítástechnika, a biológia stb. interdiszciplináris területeként a szintetikus biológia indulási évének 2000-et jelölték meg.
Két, idén publikált tanulmányban a biológusok számára készült áramkör-tervezés ötlete elérte a génexpresszió szabályozását.
A Bostoni Egyetem tudósai egy génváltó kapcsolót konstruáltak az E. coliban. Ez a modell csak két génmodult használ. A külső ingerek szabályozásával a génexpresszió be- vagy kikapcsolható.
Ugyanebben az évben a Princetoni Egyetem tudósai három génmodult használtak az áramköri jel „oszcillációs” módjának kimenetének eléréséhez, a kölcsönös gátlás és a gátlás feloldása révén.
Gene kapcsoló diagram
Sejtműhely
A találkozón hallottam, hogy az emberek „mesterséges húsról” beszélnek.
A számítógépes konferencia modelljét követve, a szabad kommunikációt szolgáló „konferencia nélküli, önszerveződő konferencián” egyesek sört isznak és beszélgetnek: Milyen sikeres termékek vannak a „szintetikus biológiában”? Valaki említette a „mesterséges húst” a Lehetetlen Ételek rovatban.
Az Impossible Food sosem nevezte magát „szintetikus biológiai” vállalatnak, de a legfontosabb értékesítési pont, ami megkülönbözteti más mesterséges húskészítményektől – a hemoglobin, ami a vegetáriánus húst egyedi „húsos” illatúvá teszi –, körülbelül 20 évvel ezelőttről származik ettől a cégtől. A feltörekvő tudományágak egyikéből.
A technológia lényege, hogy egyszerű génszerkesztéssel lehetővé teszik az élesztő számára a „hemoglobin” termelését. A szintetikus biológia terminológiáját alkalmazva az élesztő „sejtgyárrá” válik, amely az emberek kívánságai szerint állít elő anyagokat.
Mitől olyan élénkpiros a hús, és mitől olyan különleges az aromája ízleléskor? Az Impossible Foodot a húsban található gazdag "hemoglobinnak" tekintik. A hemoglobin különféle élelmiszerekben megtalálható, de különösen magas a tartalma az állati izmokban.
Ezért a cég alapítója és biokémikus, Patrick O. Brown a hemoglobint választotta az állati hús utánzásának „kulcsfontosságú fűszerének”. Ezt a „fűszert” növényekből kinyerve, Brown olyan szójababot választott, amelynek gyökerei gazdagok hemoglobinban.
A hagyományos előállítási módszer a „hemoglobin” közvetlen kivonását igényli a szójabab gyökeréből. Egy kilogramm „hemoglobin” előállításához 6 hektár szójabab szükséges. A növényi kinyerés költséges, és az Impossible Food kifejlesztett egy új módszert: a hemoglobin előállításáért felelős gént beültetik az élesztőbe, és ahogy az élesztő növekszik és szaporodik, a hemoglobin is növekedni fog. Hasonlattal élve, ez olyan, mintha hagynánk, hogy a libák mikroorganizmusok léptékében rakják le tojásaikat.
A növényekből kivont hem „mesterséges húsos” hamburgerekben használatos.
Az új technológiák növelik a termelési hatékonyságot, miközben csökkentik a növénytermesztés által felhasznált természeti erőforrásokat. Mivel a fő termelési anyagok az élesztő, a cukor és az ásványi anyagok, nincs sok kémiai hulladék. Gondoljunk csak bele, ez valóban egy olyan technológia, amely "jobbá teszi a jövőt".
Amikor az emberek erről a technológiáról beszélnek, úgy érzem, hogy ez csak egy egyszerű technológia. Az ő szemükben túl sok olyan anyag van, amelyet genetikai szinten lehet ilyen módon megtervezni. Lebomló műanyagok, fűszerek, új gyógyszerek és vakcinák, növényvédő szerek bizonyos betegségek ellen, sőt még a szén-dioxid felhasználása keményítő szintéziséhez is... Elkezdtem konkrét elképzeléseket megfogalmazni a biotechnológia által kínált lehetőségekről.
Gének olvasása, írása és módosítása
A DNS hordozza az élet összes információját a forrásból, és ez az élet több ezer tulajdonságának a forrása is.
Manapság az emberek könnyen képesek DNS-szekvenciákat olvasni és a terv szerint szintetizálni. A konferencián hallottam embereket beszélni a CRISPR technológiáról, amely sokszor elnyerte a 2020-as kémiai Nobel-díjat. Ez a technológia, amelyet "Genetikai Varázsollónak" neveznek, pontosan képes megtalálni és elvágni a DNS-t, ezáltal megvalósítva a génszerkesztést.
Erre a génszerkesztési technológiára építve számos startup cég jött létre. Egyesek olyan nehéz betegségek génterápiájának megoldására használják, mint a rák és a genetikai betegségek, mások pedig emberi transzplantációhoz szükséges szervek tenyésztésére és betegségek kimutatására.
A génszerkesztési technológia olyan gyorsan került kereskedelmi forgalomba, hogy az emberek meglátták a biotechnológia hatalmas lehetőségeit. Magának a biotechnológiának a fejlődési logikája szempontjából, miután a genetikai szekvenciák olvasása, szintézise és szerkesztése kiforrott, a következő lépés természetesen a genetikai szintről történő tervezés, hogy az emberi igényeket kielégítő anyagokat állítsunk elő. A szintetikus biológiai technológia a géntechnológia fejlődésének következő szakaszaként is értelmezhető.
Két tudós, Emmanuelle Charpentier és Jennifer A. Doudna nyerték el a 2020-as kémiai Nobel-díjat a CRISPR technológiáért.
„Sok embert foglalkoztat a szintetikus biológia definíciója… Ez a fajta ütközés a mérnöki tudományok és a biológia között történt. Azt hiszem, mindent, ami ebből ered, elkezdtek szintetikus biológiának nevezni.” – mondta Tom Knight.
Az időskálát meghosszabbítva, a mezőgazdasági társadalmak kezdete óta az emberek hosszú keresztezések és szelekció révén szűrték és megőrizték a kívánt állati és növényi tulajdonságokat. A szintetikus biológia közvetlenül a genetikai szintről indul ki, hogy létrehozza az emberek által kívánt tulajdonságokat. Jelenleg a tudósok a CRISPR technológiát használják rizs termesztésére laboratóriumban.
A konferencia egyik szervezője, Lu Qi, a Qiji alapítója a nyitóvideóban azt mondta, hogy a biotechnológia – akárcsak a korábbi internetes technológia – jelentős változásokat hozhat a világba. Ez megerősíteni látszik, hogy az internetes vezérigazgatók mind érdeklődést mutattak az élettudományok iránt lemondásukkor.
Az internetes nagyágyúk mind figyelnek. Vajon végre elérkezik az élettudományok üzleti trendje?
Tom Knight (balról az első) és négy másik Ginkgo Bioworks alapító | Ginkgo Bioworks
Ebéd közben hallottam egy hírt: az Unilever szeptember 2-án bejelentette, hogy 1 milliárd eurót fektet be a fosszilis tüzelőanyagok 2030-ig történő fokozatos kivezetésébe a tiszta termékalapanyagokban.
10 éven belül a Procter & Gamble által gyártott mosószerek, mosóporok és szappanok fokozatosan növényi alapanyagokat vagy szén-dioxid-leválasztási technológiát fognak használni. A vállalat további 1 milliárd eurót különített el egy alap létrehozására, amely a biotechnológia, a szén-dioxid és más, a szén-dioxid-kibocsátás csökkentését célzó technológiák kutatását finanszírozza.
Azok, akik elmondták nekem ezt a hírt, hozzám hasonlóan, akik hallották, kissé meglepődtek a kevesebb mint 10 éves időkorláton: Vajon a technológiai kutatástól és fejlesztéstől a tömegtermelésig ilyen hamar megvalósul a teljes folyamat?
De remélem, hogy valóra válik.
Közzététel ideje: 2021. dec. 31.