Біёлаг-сінтэтык Том Найт сказаў: «21 стагоддзе будзе стагоддзем інжынернай біялогіі».Ён з'яўляецца адным з заснавальнікаў сінтэтычнай біялогіі і адным з пяці заснавальнікаў Ginkgo Bioworks, зорнай кампаніі ў галіне сінтэтычнай біялогіі.Кампанія была зарэгістраваная на Нью-Йоркскай фондавай біржы 18 верасня, а яе ацэнка дасягнула 15 мільярдаў долараў ЗША.
Навуковыя інтарэсы Тома Найта перайшлі ад кампутара да біялогіі.З часоў сярэдняй школы ён выкарыстаў летнія канікулы для вывучэння камп'ютара і праграмавання ў Масачусецкім тэхналагічным інстытуце, а затым таксама правёў бакалаўрыят і магістратуру ў Масачусецкім тэхналагічным інстытуце.
Том Найт Усвядоміўшы, што закон Мура прадказаў межы маніпуляцый чалавека з атамамі крэмнію, ён звярнуў увагу на жывыя істоты.«Нам патрэбны іншы спосаб размясціць атамы ў правільным месцы… Якая хімія з'яўляецца самай складанай? Гэта біяхімія. Я мяркую, што вы можаце выкарыстоўваць біямалекулы, такія як вавёркі, якія могуць самазбірацца і збірацца ў патрэбным вам дыяпазоне. крышталізацыя».
Выкарыстанне інжынернага колькаснага і якаснага мыслення для распрацоўкі біялагічных арыгіналаў стала новым метадам даследавання.Сінтэтычная біялогія - гэта як скачок у чалавечых ведах.Як міждысцыплінарная вобласць тэхнікі, інфарматыкі, біялогіі і г.д., годам пачатку сінтэтычнай біялогіі быў усталяваны 2000 год.
У двух даследаваннях, апублікаваных у гэтым годзе, ідэя дызайну схемы для біёлагаў дасягнула кантролю над экспрэсіяй генаў.
Навукоўцы з Бостанскага ўніверсітэта сканструявалі генны тумблер у кішачнай палачцы.Гэтая мадэль выкарыстоўвае толькі два генных модуля.Рэгулюючы знешнія раздражняльнікі, можна ўключаць або выключаць экспрэсію генаў.
У тым жа годзе навукоўцы з Прынстанскага ўніверсітэта выкарысталі тры генныя модулі для дасягнення выхаду ў рэжыме «ваганняў» у сігнале схемы шляхам выкарыстання ўзаемнага тармажэння і вызвалення тармажэння паміж імі.
Схема тумблера гена
Клеткавая майстэрня
На сустрэчы я чуў, як гавораць пра «штучнае мяса».
Прытрымліваючыся мадэлі кампутарнай канферэнцыі, «самаарганізаванай канферэнцыі без канферэнцыі» для свабоднага зносін, некаторыя людзі п'юць піва і балбатаюць: якія паспяховыя прадукты ёсць у «Сінтэтычнай біялогіі»?Хтосьці згадаў пра «штучнае мяса» пад «Немагчымай ежай».
Impossible Food ніколі не называла сябе кампаніяй "сінтэтычнай біялогіі", але асноўны пункт продажу, які адрознівае яе ад іншых штучных мясных прадуктаў - гемаглабін, які робіць вегетарыянскае мяса непаўторным пахам "мяса", паходзіць ад гэтай кампаніі каля 20 гадоў таму.Новых дысцыплін.
Задзейнічаная тэхналогія заключаецца ў выкарыстанні простага рэдагавання генаў, каб дазволіць дрожджам вырабляць «гемаглабін».Калі выкарыстоўваць тэрміналогію сінтэтычнай біялогіі, дрожджы становяцца «фабрыкай клетак», якая вырабляе рэчывы ў адпаведнасці з жаданнямі людзей.
Што робіць мяса такім яркім чырвоным колерам і асаблівым водарам на смак?Багатым «гемаглабінам» мяса лічыцца немагчымай ежай.Гемаглабін змяшчаецца ў розных прадуктах, але асабліва высока яго ўтрыманне ў цягліцах жывёл.
Таму гемаглабін быў абраны заснавальнікам кампаніі і біяхімікам Патрыкам О. Браўнам у якасці «ключавой прыправы» для імітацыі мяса жывёл.Здабываючы гэтую «прыправу» з раслін, Браўн абраў сою, якая ў корані багатая гемаглабінам.
Традыцыйны метад вытворчасці патрабуе непасрэднай экстракцыі «гемаглабіну» з каранёў соевых бабоў.На адзін кілаграм «гемаглабіну» патрэбна 6 гектараў соі.Выманне раслін каштуе дорага, і Impossible Food распрацавала новы метад: імплантаваць ген, які можа складаць гемаглабін, у дрожджы, і па меры росту і рэплікацыі дрожджаў гемаглабін будзе расці.Калі выкарыстоўваць аналогію, гэта ўсё роўна, што дазволіць гускам адкладаць яйкі ў маштабе мікраарганізмаў.
Гем, які здабываецца з раслін, выкарыстоўваецца ў гамбургерах са «штучным мясам».
Новыя тэхналогіі павышаюць эфектыўнасць вытворчасці пры адначасовым скарачэнні прыродных рэсурсаў, якія спажываюцца раслінаводствам.Паколькі асноўнымі матэрыяламі для вытворчасці з'яўляюцца дрожджы, цукар і мінералы, хімічных адходаў не так шмат.Думаючы пра гэта, гэта сапраўды тэхналогія, якая "робіць будучыню лепшай".
Калі людзі кажуць пра гэтую тэхналогію, я адчуваю, што гэта простая тэхналогія.У іх вачах, ёсць занадта шмат матэрыялаў, якія могуць быць распрацаваны з генетычнага ўзроўню такім чынам.Пластык, які раскладаецца, спецыі, новыя лекі і вакцыны, пестыцыды ад пэўных хвароб і нават выкарыстанне вуглякіслага газу для сінтэзу крухмалу... У мяне пачалі з'яўляцца некаторыя канкрэтныя ўяўленні аб магчымасцях біятэхналогій.
Чытайце, запісвайце і мадыфікуйце гены
ДНК нясе ўсю інфармацыю аб жыцці з крыніцы, а таксама з'яўляецца крыніцай тысяч рыс жыцця.
У наш час чалавек можа лёгка прачытаць паслядоўнасць ДНК і сінтэзаваць паслядоўнасць ДНК у адпаведнасці з дызайнам.На канферэнцыі я чуў, як людзі гаварылі пра тэхналогію CRISPR, якая шмат разоў атрымлівала Нобелеўскую прэмію па хіміі ў 2020 годзе.Гэтая тэхналогія, якая называецца "генетычныя чароўныя нажніцы", дазваляе дакладна вызначаць месцазнаходжанне і выразаць ДНК, рэалізуючы тым самым рэдагаванне генаў.
На аснове гэтай тэхналогіі рэдагавання генаў з'явілася мноства стартап-кампаній.Некаторыя выкарыстоўваюць яго для вырашэння геннай тэрапіі цяжкіх захворванняў, такіх як рак і генетычныя захворванні, а некаторыя выкарыстоўваюць яго для вырошчвання органаў для трансплантацыі чалавеку і выяўлення захворванняў.
Тэхналогія рэдагавання генаў настолькі хутка ўвайшла ў камерцыйнае прымяненне, што людзі бачаць вялікія перспектывы біятэхналогій.З пункту гледжання логікі развіцця самой біятэхналогіі, пасля таго, як чытанне, сінтэз і рэдагаванне генетычных паслядоўнасцей саспелі, наступным этапам, натуральна, з'яўляецца распрацоўка генетычнага ўзроўню для вытворчасці матэрыялаў, якія адпавядаюць патрэбам чалавека.Тэхналогію сінтэтычнай біялогіі таксама можна разумець як наступны этап у развіцці генных тэхналогій.
Дзве вучоныя Эмануэль Шарпанцье і Джэніфер А. Дудна атрымалі Нобелеўскую прэмію па хіміі 2020 года за тэхналогію CRISPR.
«Многія людзі былі апантаныя вызначэннем сінтэтычнай біялогіі… Такое сутыкненне адбылося паміж інжынерыяй і біялогіяй. Я думаю, што ўсё, што вынікае з гэтага, пачалі называць сінтэтычнай біялогіяй».- сказаў Том Найт.
Пашыраючы шкалу часу, з самага пачатку сельскагаспадарчага грамадства людзі адбіралі і захоўвалі жаданыя рысы жывёл і раслін шляхам доўгага скрыжавання і адбору.Сінтэтычная біялогія пачынаецца непасрэдна з генетычнага ўзроўню, каб стварыць жаданыя людзям рысы.Зараз навукоўцы выкарысталі тэхналогію CRISPR для вырошчвання рысу ў лабараторыі.
Адзін з арганізатараў канферэнцыі, заснавальнік Qiji Лу Ці сказаў ва ўступным відэа, што біятэхналогіі могуць прынесці шырокія змены ў свет, як і папярэднія Інтэрнэт-тэхналогіі.Здаецца, гэта пацвярджае, што кіраўнікі інтэрнэт-дырэктараў, калі сышлі ў адстаўку, выказалі цікавасць да навук аб жыцці.
Інтэрнет-вялікія асобы звяртаюць увагу.Ці нарэшце прыходзіць бізнес-тэндэнцыя навукі аб жыцці?
Том Найт (першы злева) і чатыры іншыя заснавальнікі Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioworks
Падчас абеду я пачуў навіну: 2 верасня Unilever заявіла, што інвесціруе 1 мільярд еўра ў адмову ад выкапнёвага паліва ў чыстую сыравіну да 2030 года.
На працягу 10 гадоў пральны парашок, пральны парашок і мыла, вырабленыя Procter & Gamble, будуць паступова пераймаць раслінную сыравіну або тэхналогію ўлоўлівання вугляроду.Кампанія таксама вылучыла яшчэ 1 мільярд еўра для стварэння фонду для фінансавання даследаванняў у галіне біятэхналогій, вуглякіслага газу і іншых тэхналогій для скарачэння выкідаў вугляроду.
Людзі, якія паведамілі мне гэтую навіну, як і я, хто пачуў гэтую навіну, былі крыху здзіўлены лімітам менш чым за 10 гадоў: ці будуць тэхналагічныя даследаванні і распрацоўкі для масавай вытворчасці цалкам рэалізаваны так хутка?
Але спадзяюся, што яно спраўдзіцца.
Час публікацыі: 31 снежня 2021 г