Syntetický biológ Tom Knight povedal: "21. storočie bude storočím inžinierskej biológie."Je jedným zo zakladateľov syntetickej biológie a jedným z piatich zakladateľov Ginkgo Bioworks, hviezdnej spoločnosti v syntetickej biológii.Spoločnosť bola kótovaná na burze cenných papierov v New Yorku 18. septembra a jej ocenenie dosiahlo 15 miliárd USD.
Výskumné záujmy Toma Knighta prešli od počítača k biológii.Od čias strednej školy využíval letné prázdniny na štúdium počítačov a programovania na MIT, bakalárske a postgraduálne štúdium potom strávil na MIT.
Tom Knight Keď si uvedomil, že Moorov zákon predpovedal hranice ľudskej manipulácie s atómami kremíka, obrátil svoju pozornosť na živé veci."Potrebujeme iný spôsob, ako umiestniť atómy na správne miesto... Čo je najzložitejšia chémia? Je to biochémia. Predstavujem si, že môžete použiť biomolekuly, ako sú bielkoviny, ktoré sa dokážu samy zostaviť a zostaviť v rozsahu, ktorý potrebujete. kryštalizácia“.
Použitie inžinierskeho kvantitatívneho a kvalitatívneho myslenia na navrhovanie biologických originálov sa stalo novou výskumnou metódou.Syntetická biológia je ako skok v ľudskom poznaní.Ako interdisciplinárny odbor inžinierstva, informatiky, biológie atď. bol začiatočný rok syntetickej biológie stanovený na rok 2000.
V dvoch štúdiách publikovaných v tomto roku myšlienka návrhu obvodov pre biológov dosiahla kontrolu génovej expresie.
Vedci z Bostonskej univerzity skonštruovali génový prepínač v E. coli.Tento model používa iba dva génové moduly.Reguláciou vonkajších stimulov možno zapnúť alebo vypnúť génovú expresiu.
V tom istom roku vedci z Princetonskej univerzity použili tri génové moduly na dosiahnutie výstupu režimu „oscilácie“ v signáli obvodu pomocou vzájomnej inhibície a uvoľnenia inhibície medzi nimi.
Schéma prepínača génu
Cell Workshop
Na stretnutí som počul ľudí hovoriť o „umelom mäse“.
Podľa modelu počítačovej konferencie, „nekonferenčnej samoorganizovanej konferencie“ pre bezplatnú komunikáciu, niektorí ľudia pijú pivo a rozprávajú sa: Aké úspešné produkty sú v „Syntetickej biológii“?Niekto spomenul „umelé mäso“ pod Impossible Food.
Impossible Food sa nikdy nenazývala spoločnosťou „syntetickej biológie“, ale hlavný predajný bod, ktorý ju odlišuje od iných umelých mäsových výrobkov – hemoglobín, vďaka ktorému má vegetariánske mäso vôňu jedinečného „mäsa“, pochádza od tejto spoločnosti asi pred 20 rokmi.Z novovznikajúcich disciplín.
Ide o technológiu, ktorá využíva jednoduchú úpravu génov, ktorá umožní kvasinkám produkovať „hemoglobín“.Aby sme použili terminológiu syntetickej biológie, kvasinky sa stávajú „bunkovou továrňou“, ktorá vyrába látky podľa želania ľudí.
Čo robí mäso tak jasne červeným a má zvláštnu vôňu, keď chutí?Impossible Food sa považuje za bohatý „hemoglobín“ v mäse.Hemoglobín sa nachádza v rôznych potravinách, ale jeho obsah je obzvlášť vysoký v zvieracích svaloch.
Preto si zakladateľ spoločnosti a biochemik Patrick O. Brown vybral hemoglobín ako „kľúčovú prísadu“ na simuláciu mäsa zvierat.Po extrakcii tohto „korenia“ z rastlín si Brown vybral sójové bôby, ktoré sú vo svojich koreňoch bohaté na hemoglobín.
Tradičný spôsob výroby vyžaduje priamu extrakciu „hemoglobínu“ z koreňov sóje.Na jeden kilogram „hemoglobínu“ je potrebných 6 akrov sójových bôbov.Extrakcia rastlín je nákladná a spoločnosť Impossible Food vyvinula novú metódu: implantáciu génu, ktorý dokáže kompilovať hemoglobín do kvasiniek, a ako kvasinky rastú a replikujú sa, hemoglobín bude rásť.Aby som použil analógiu, je to ako nechať hus znášať vajcia na úrovni mikroorganizmov.
Hem, ktorý sa získava z rastlín, sa používa v hamburgeroch s „umelým mäsom“.
Nové technológie zvyšujú efektivitu výroby a zároveň znižujú prírodné zdroje spotrebované výsadbou.Keďže hlavnými výrobnými materiálmi sú droždie, cukor a minerály, nevzniká veľa chemického odpadu.Keď sa nad tým zamyslím, je to skutočne technológia, ktorá „robí budúcnosť lepšou“.
Keď ľudia hovoria o tejto technológii, mám pocit, že je to len jednoduchá technológia.V ich očiach je príliš veľa materiálov, ktoré sa dajú z genetickej úrovne takto navrhnúť.Rozložiteľné plasty, koreniny, nové lieky a vakcíny, pesticídy na špecifické choroby a dokonca aj používanie oxidu uhličitého na syntézu škrobu... Začal som mať konkrétne predstavy o možnostiach, ktoré prináša biotechnológia.
Čítajte, píšte a upravujte gény
DNA nesie všetky informácie o živote zo zdroja a je tiež zdrojom tisícok životných vlastností.
V súčasnosti môžu ľudia ľahko čítať sekvenciu DNA a syntetizovať sekvenciu DNA podľa návrhu.Na konferencii som počul ľudí hovoriť o technológii CRISPR, ktorá mnohokrát získala Nobelovu cenu za chémiu za rok 2020.Táto technológia, nazývaná "Genetic Magic Scissor", dokáže presne lokalizovať a strihať DNA, čím sa realizuje úprava génov.
Na základe tejto technológie úpravy génov vzniklo mnoho začínajúcich spoločností.Niektorí ním riešia génovú terapiu ťažkých chorôb, akými sú rakovina a genetické choroby, a niektorí ním kultivujú orgány na transplantáciu u ľudí a odhaľujú choroby.
Technológia úpravy génov vstúpila do komerčných aplikácií tak rýchlo, že ľudia vidia veľké perspektívy biotechnológie.Z pohľadu logiky vývoja samotnej biotechnológie, po dozretí čítania, syntézy a editovania genetických sekvencií, ďalšou fázou je prirodzene navrhnúť na genetickej úrovni materiály, ktoré spĺňajú ľudské potreby.Technológiu syntetickej biológie možno chápať aj ako ďalšiu etapu vývoja génovej technológie.
Dve vedkyne Emmanuelle Charpentier a Jennifer A. Doudna a získali Nobelovu cenu za chémiu za rok 2020 za technológiu CRISPR.
"Veľa ľudí bolo posadnutých definíciou syntetickej biológie... K tomuto druhu kolízie medzi inžinierstvom a biológiou došlo. Myslím si, že všetko, čo z toho vyplýva, sa začalo nazývať syntetická biológia."Povedal Tom Knight.
S predĺžením časového rozsahu, od začiatku poľnohospodárskej spoločnosti, ľudia preverili a zachovali vlastnosti zvierat a rastlín, ktoré chceli, prostredníctvom dlhého kríženia a výberu.Syntetická biológia začína priamo na genetickej úrovni, aby vytvorila vlastnosti, ktoré ľudia chcú.Práve teraz vedci použili technológiu CRISPR na pestovanie ryže v laboratóriu.
Jeden z organizátorov konferencie, zakladateľ Qiji Lu Qi v úvodnom videu povedal, že biotechnológia môže svetu priniesť rozsiahle zmeny, rovnako ako predchádzajúca internetová technológia.Zdá sa, že to potvrdzuje, že všetci riaditelia internetu prejavili záujem o vedy o živote, keď rezignovali.
Všetci internetoví bigwigy dávajú pozor.Prichádza konečne biznis trend v oblasti vedy o živote?
Tom Knight (prvý zľava) a ďalší štyria zakladatelia Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioworks
Počas obeda som počul novinku: Unilever 2. septembra povedal, že do roku 2030 investuje 1 miliardu eur na postupné vyradenie fosílnych palív do čistých produktových surovín.
Do 10 rokov prací prostriedok, prací prášok a mydlové produkty vyrábané spoločnosťou Procter & Gamble postupne prijmú rastlinné suroviny alebo technológiu zachytávania uhlíka.Spoločnosť tiež vyčlenila ďalšiu 1 miliardu eur na zriadenie fondu na financovanie výskumu biotechnológií, oxidu uhličitého a iných technológií na zníženie emisií uhlíka.
Ľudia, ktorí mi povedali túto správu, ako aj ja, ktorý som túto správu počul, boli trochu prekvapení časovým limitom kratším ako 10 rokov: Bude technologický výskum a vývoj až po sériovú výrobu tak skoro naplno realizovaný?
Ale dúfam, že sa to splní.
Čas odoslania: 31. decembra 2021