Sintetični biolog Tom Knight je dejal: "21. stoletje bo stoletje inženirske biologije."Je eden od ustanoviteljev sintezne biologije in eden od petih ustanoviteljev Ginkgo Bioworks, zvezdniškega podjetja na področju sintezne biologije.Podjetje je 18. septembra kotiralo na newyorški borzi, njegova vrednost pa je dosegla 15 milijard ameriških dolarjev.
Raziskovalni interesi Toma Knighta so se preusmerili z računalništva na biologijo.Že v času srednje šole je poletne počitnice izkoristil za študij računalništva in programiranja na MIT, nato pa je na MIT preživel tudi dodiplomski in podiplomski študij.
Tom Knight Ko je ugotovil, da Moorov zakon napoveduje meje človeške manipulacije s silicijevimi atomi, je svojo pozornost usmeril na živa bitja."Potrebujemo drugačen način, da postavimo atome na pravo mesto ... Kaj je najbolj zapletena kemija? To je biokemija. Predstavljam si, da lahko uporabite biomolekule, kot so beljakovine, ki se lahko same sestavljajo in sestavljajo v obsegu, ki ga potrebujete. kristalizacija."
Uporaba inženirskega kvantitativnega in kvalitativnega razmišljanja za oblikovanje bioloških izvirnikov je postala nova raziskovalna metoda.Sintetična biologija je kot skok v človeškem znanju.Kot interdisciplinarno področje inženirstva, računalništva, biologije itd. je bilo začetno leto sintezne biologije določeno kot leto 2000.
V dveh študijah, objavljenih letos, je ideja o načrtovanju vezja za biologe dosegla nadzor nad izražanjem genov.
Znanstveniki z bostonske univerze so izdelali preklopno stikalo Gene v E. coli.Ta model uporablja samo dva genska modula.Z uravnavanjem zunanjih dražljajev lahko izražanje genov vklopimo ali izklopimo.
Istega leta so znanstveniki na univerzi Princeton uporabili tri genske module, da bi dosegli izhod v načinu "oscilacije" v signalu vezja z uporabo medsebojne inhibicije in sproščanja inhibicije med njimi.
Diagram preklopnega stikala genov
Celična delavnica
Na sestanku sem slišal ljudi govoriti o "umetnem mesu".
Po modelu računalniške konference, "nekonferenčne samoorganizirane konference" za brezplačno komunikacijo, nekateri pijejo pivo in klepetajo: Kateri uspešni izdelki so v "Sintetični biologiji"?Nekdo je pod Nemogočo hrano omenil "umetno meso".
Podjetje Impossible Food se nikoli ni imenovalo podjetje za "sintetično biologijo", vendar je glavna prodajna točka, ki ga razlikuje od drugih izdelkov iz umetnega mesa - hemoglobin, zaradi katerega vegetarijansko meso diši po edinstvenem "mesu", prišlo iz tega podjetja pred približno 20 leti.Nastajajočih disciplin.
Vključena tehnologija je uporaba preprostega urejanja genov, ki omogoča kvasovkam, da proizvajajo "hemoglobin".Če uporabimo terminologijo sintezne biologije, kvas postane »celična tovarna«, ki proizvaja snovi po željah ljudi.
Zakaj je meso tako svetlo rdeče in ima ob okusu posebno aromo?Za nemogočo hrano velja, da je meso bogato s "hemoglobinom".Hemoglobin najdemo v različnih živilih, vendar je vsebnost še posebej visoka v živalskih mišicah.
Zato je ustanovitelj podjetja in biokemik Patrick O. Brown izbral hemoglobin kot "ključno začimbo" za simulacijo živalskega mesa.Pri ekstrakciji te "začimbe" iz rastlin je Brown izbral sojo, ki je v svoji korenini bogata s hemoglobinom.
Tradicionalna metoda pridelave zahteva neposredno ekstrakcijo "hemoglobina" iz korenin soje.En kilogram "hemoglobina" zahteva 6 hektarjev soje.Ekstrakcija rastline je draga in Impossible Food je razvil novo metodo: v kvas vsadimo gen, ki lahko sestavi hemoglobin, in ko kvas raste in se razmnožuje, bo hemoglobin rasel.Če uporabimo analogijo, je to tako, kot da bi pustili, da gos leže jajca na lestvici mikroorganizmov.
Hem, ki ga pridobivajo iz rastlin, se uporablja v burgerjih iz "umetnega mesa".
Nove tehnologije povečujejo učinkovitost proizvodnje, hkrati pa zmanjšujejo porabo naravnih virov pri sajenju.Ker so glavni proizvodni materiali kvas, sladkor in minerali, kemičnih odpadkov ni veliko.Če pomislimo, je to res tehnologija, ki »naredi prihodnost boljšo«.
Ko ljudje govorijo o tej tehnologiji, menim, da je to le preprosta tehnologija.V njihovih očeh je preveč materialov, ki jih je mogoče na ta način oblikovati z genetske ravni.Razgradljiva plastika, začimbe, nova zdravila in cepiva, pesticidi za določene bolezni in celo uporaba ogljikovega dioksida za sintezo škroba ... Začela sem imeti nekaj konkretnih predstav o možnostih, ki jih prinaša biotehnologija.
Branje, pisanje in spreminjanje genov
DNK nosi vse informacije o življenju iz vira in je tudi vir na tisoče življenjskih lastnosti.
Dandanes lahko ljudje zlahka berejo zaporedje DNK in sintetizirajo zaporedje DNK v skladu z načrtom.Na konferenci sem slišal ljudi govoriti o tehnologiji CRISPR, ki je leta 2020 večkrat prejela Nobelovo nagrado za kemijo.Ta tehnologija, imenovana "Genetic Magic Scissor", lahko natančno locira in izreže DNK ter tako uresniči urejanje genov.
Na podlagi te tehnologije urejanja genov so nastala številna zagonska podjetja.Nekateri ga uporabljajo za reševanje genske terapije težkih bolezni, kot so rak in genetske bolezni, nekateri pa ga uporabljajo za gojenje organov za presaditev ljudi in odkrivanje bolezni.
Tehnologija urejanja genov je tako hitro vstopila v komercialne aplikacije, da ljudje vidijo velike možnosti biotehnologije.Z vidika same razvojne logike biotehnologije je po dozorevanju branja, sinteze in urejanja genskih zaporedij naslednja stopnja naravno načrtovanje z genetske ravni za proizvodnjo materialov, ki ustrezajo človeškim potrebam.Tehnologijo sintetične biologije lahko razumemo tudi kot naslednjo stopnjo v razvoju genske tehnologije.
Dve znanstvenici Emmanuelle Charpentier in Jennifer A. Doudna sta leta 2020 prejeli Nobelovo nagrado za kemijo za tehnologijo CRISPR.
"Veliko ljudi je bilo obsedenih z definicijo sintetične biologije ... Do takšnega trka je prišlo med tehniko in biologijo. Mislim, da se je vse, kar iz tega izhaja, začelo imenovati sintetična biologija."je rekel Tom Knight.
S podaljšanjem časovne lestvice so ljudje od začetka kmetijske družbe pregledovali in obdržali lastnosti živali in rastlin, ki so jih želeli, z dolgim križanjem in selekcijo.Sintetična biologija se začne neposredno na genetski ravni, da ustvari lastnosti, ki jih ljudje želijo.Prav zdaj so znanstveniki uporabili tehnologijo CRISPR za gojenje riža v laboratoriju.
Eden od organizatorjev konference, ustanovitelj Qiji Lu Qi je v uvodnem videu povedal, da lahko biotehnologija svetu prinese obsežne spremembe tako kot prejšnja internetna tehnologija.Zdi se, da to potrjuje, da so vsi izvršni direktorji interneta ob odstopu izrazili zanimanje za znanosti o življenju.
Vsi internetni veljaki so pozorni.Ali končno prihaja poslovni trend znanosti o življenju?
Tom Knight (prvi z leve) in štirje drugi ustanovitelji Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioworks
Med kosilom sem slišal novico: Unilever je 2. septembra izjavil, da bo vložil 1 milijardo evrov v postopno opuščanje fosilnih goriv v surovine čistih proizvodov do leta 2030.
V 10 letih bodo detergenti za perilo, pralni praški in mila, ki jih proizvaja Procter & Gamble, postopoma prevzeli rastlinske surovine ali tehnologijo zajemanja ogljika.Družba je poleg tega namenila še eno milijardo evrov za ustanovitev sklada za financiranje raziskav biotehnologije, ogljikovega dioksida in drugih tehnologij za zmanjšanje emisij ogljika.
Ljudje, ki so mi povedali to novico, so bili tako kot jaz, ki sem novico slišal, nekoliko presenečeni nad časovno omejitvijo manj kot 10 let: Ali bodo tehnološke raziskave in razvoj do množične proizvodnje tako kmalu v celoti uresničeni?
Upam pa, da se bo uresničilo.
Čas objave: 31. december 2021