Aktualności

Biolog syntetyczny Tom Knight powiedział: „XXI wiek będzie wiekiem biologii inżynierskiej”.Jest jednym z założycieli biologii syntetycznej i jednym z pięciu założycieli Ginkgo Bioworks, czołowej firmy w dziedzinie biologii syntetycznej.Spółka zadebiutowała na nowojorskiej giełdzie 18 września, a jej wycena osiągnęła 15 mld USD.
Zainteresowania badawcze Toma Knighta przeniosły się z informatyki na biologię.Od czasów liceum wykorzystywał letnie wakacje na naukę informatyki i programowania na MIT, a następnie spędził na MIT studia licencjackie i magisterskie.
Tom Knight Zdając sobie sprawę, że prawo Moore'a przewiduje granice ludzkiej manipulacji atomami krzemu, zwrócił swoją uwagę na żywe organizmy.„Potrzebujemy innego sposobu umieszczenia atomów we właściwym miejscu… Jaka jest najbardziej złożona chemia?To jest biochemia.Wyobrażam sobie, że możesz użyć biomolekuł, takich jak białka, które mogą się samoorganizować i łączyć w wymaganym zakresie.krystalizacja."
Wykorzystanie inżynierskiego myślenia ilościowego i jakościowego do projektowania biologicznych oryginałów stało się nową metodą badawczą.Biologia syntetyczna jest jak skok w ludzkiej wiedzy.Jako interdyscyplinarna dziedzina inżynierii, informatyki, biologii itp., rok rozpoczęcia biologii syntetycznej ustalono na rok 2000.
W dwóch badaniach opublikowanych w tym roku pomysł projektowania obwodów dla biologów osiągnął kontrolę nad ekspresją genów.
Naukowcy z Boston University skonstruowali przełącznik przełączający genu w E. coli.Ten model wykorzystuje tylko dwa moduły genów.Regulując bodźce zewnętrzne, można włączać i wyłączać ekspresję genów.
W tym samym roku naukowcy z Princeton University wykorzystali trzy moduły genów, aby uzyskać wyjście w trybie „oscylacji” w sygnale obwodu, wykorzystując wzajemne hamowanie i uwalnianie hamowania między nimi.

Schemat przełączania genu
Warsztat komórkowy
Na spotkaniu słyszałem, jak ludzie rozmawiają o „sztucznym mięsie”.
Zgodnie z modelem konferencji komputerowych, „niekonferencyjnej samoorganizującej się konferencji” w celu swobodnej komunikacji, niektórzy ludzie piją piwo i rozmawiają: Jakie produkty odnoszące sukcesy są dostępne w „biologii syntetycznej”?Ktoś wspomniał o „sztucznym mięsie” pod Niemożliwym jedzeniem.
Impossible Food nigdy nie nazywało się firmą „syntetyczną biologią”, ale główny punkt sprzedaży, który odróżnia ją od innych sztucznych produktów mięsnych – hemoglobina, która sprawia, że ​​mięso wegetariańskie pachnie wyjątkowym „mięsem”, pochodzi z tej firmy około 20 lat temu.O nowych dyscyplinach.
Zastosowana technologia polega na użyciu prostej edycji genów, aby umożliwić drożdżom wytwarzanie „hemoglobiny”.Używając terminologii biologii syntetycznej, drożdże stają się „fabryką komórek”, która produkuje substancje zgodnie z życzeniami ludzi.
Co sprawia, że ​​mięso jest tak jaskrawoczerwone i ma szczególny aromat, gdy smakuje?Impossible Food jest uważany za bogatą „hemoglobinę” w mięsie.Hemoglobina znajduje się w różnych pokarmach, ale jej zawartość jest szczególnie wysoka w mięśniach zwierzęcych.
Dlatego też założyciel firmy i biochemik Patrick O. Brown wybrał hemoglobinę jako „kluczową przyprawę” do imitacji mięsa zwierzęcego.Ekstrahując tę ​​„przyprawę” z roślin, Brown wybrał soję bogatą w hemoglobinę u swoich korzeni.
Tradycyjna metoda produkcji wymaga bezpośredniej ekstrakcji „hemoglobiny” z korzeni soi.Jeden kilogram „hemoglobiny” wymaga 6 akrów soi.Ekstrakcja roślin jest kosztowna, a firma Impossible Food opracowała nową metodę: wszczepienie genu zdolnego do kompilacji hemoglobiny do drożdży, a gdy drożdże rosną i replikują się, hemoglobina będzie rosła.Używając analogii, jest to jak pozwolenie gęsi na złożenie jaj w skali mikroorganizmów.

Hem, który jest ekstrahowany z roślin, jest używany w burgerach ze „sztucznego mięsa”.
Nowe technologie zwiększają efektywność produkcji przy jednoczesnym ograniczeniu zasobów naturalnych zużywanych przez sadzenie.Ponieważ głównymi materiałami do produkcji są drożdże, cukier i minerały, odpady chemiczne nie są zbyt duże.Myśląc o tym, jest to naprawdę technologia, która „sprawia, że ​​przyszłość jest lepsza”.
Kiedy ludzie mówią o tej technologii, mam wrażenie, że jest to po prostu prosta technologia.W ich oczach jest zbyt wiele materiałów, które można w ten sposób zaprojektować z poziomu genetycznego.Rozkładalne tworzywa sztuczne, przyprawy, nowe leki i szczepionki, pestycydy na określone choroby, a nawet wykorzystanie dwutlenku węgla do syntezy skrobi… Zacząłem mieć konkretne wyobrażenia na temat możliwości, jakie niesie ze sobą biotechnologia.
Czytaj, pisz i modyfikuj geny
DNA przenosi wszystkie informacje o życiu ze źródła, a także jest źródłem tysięcy cech życia.
W dzisiejszych czasach ludzie mogą łatwo odczytać sekwencję DNA i zsyntetyzować sekwencję DNA zgodnie z projektem.Na konferencji słyszałem, jak ludzie rozmawiali o technologii CRISPR, która wielokrotnie zdobyła Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii 2020.Ta technologia, zwana „Magicznymi nożycami genetycznymi”, może dokładnie lokalizować i ciąć DNA, realizując w ten sposób edycję genów.
W oparciu o tę technologię edycji genów powstało wiele start-upów.Niektórzy używają go do rozwiązania terapii genowej trudnych chorób, takich jak rak i choroby genetyczne, a niektórzy używają go do hodowli narządów do przeszczepów u ludzi i wykrywania chorób.
Technologia edycji genów weszła do zastosowań komercyjnych tak szybko, że ludzie dostrzegają wielkie perspektywy biotechnologii.Z punktu widzenia logiki rozwojowej samej biotechnologii, po dojrzałości odczytywania, syntezy i edytowania sekwencji genetycznych, kolejnym etapem jest oczywiście projektowanie z poziomu genetycznego w celu wytworzenia materiałów spełniających potrzeby człowieka.Technologię biologii syntetycznej można również rozumieć jako kolejny etap rozwoju technologii genów.
Dwóch naukowców Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna zdobyło Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii 2020 za technologię CRISPR
„Wiele osób ma obsesję na punkcie definicji biologii syntetycznej… Doszło do tego rodzaju kolizji między inżynierią a biologią.Myślę, że wszystko, co z tego wynika, zaczęto nazywać biologią syntetyczną”.– powiedział Tom Knight.
Wydłużając skalę czasową, od początku społeczeństwa rolniczego ludzie badali i zachowywali pożądane cechy zwierząt i roślin poprzez długie krzyżowanie i selekcję.Biologia syntetyczna rozpoczyna się bezpośrednio od poziomu genetycznego, aby wygenerować cechy, których pragną ludzie.W tej chwili naukowcy wykorzystali technologię CRISPR do uprawy ryżu w laboratorium.
Jeden z organizatorów konferencji, założyciel Qiji, Lu Qi, powiedział w inauguracyjnym filmie, że biotechnologia może przynieść światu rozległe zmiany, podobnie jak poprzednia technologia internetowa.Wydaje się to potwierdzać, że wszyscy dyrektorzy generalni Internetu wyrażali zainteresowanie naukami przyrodniczymi, gdy składali rezygnację.
Wszyscy giganci internetowi zwracają na to uwagę.Czy w końcu nadchodzi biznesowy trend life science?
Tom Knight (pierwszy od lewej) i czterech innych założycieli Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioworks
Podczas lunchu usłyszałem wiadomość: Unilever powiedział 2 września, że ​​zainwestuje 1 miliard euro w stopniowe wycofywanie paliw kopalnych z czystych surowców do 2030 roku.
W ciągu 10 lat detergenty do prania, proszki do prania i mydła produkowane przez Procter & Gamble będą stopniowo przyjmować surowce roślinne lub technologię wychwytywania dwutlenku węgla.Firma przeznaczyła również kolejny miliard euro na utworzenie funduszu finansującego badania nad biotechnologią, dwutlenkiem węgla i innymi technologiami zmniejszającymi emisję dwutlenku węgla.
Ludzie, którzy przekazali mi tę wiadomość, podobnie jak ja, która ją usłyszała, byli trochę zaskoczeni limitem czasowym krótszym niż 10 lat: Czy badania i rozwój technologii do masowej produkcji zostaną w pełni zrealizowane tak szybko?
Ale mam nadzieję, że się spełni.