Синтетический биолог Том Найт сказал: «21 век будет веком инженерной биологии».Он является одним из основателей синтетической биологии и одним из пяти основателей Ginkgo Bioworks, компании-звезды в области синтетической биологии.Компания была зарегистрирована на Нью-Йоркской фондовой бирже 18 сентября, а ее оценка достигла 15 миллиардов долларов США.
Исследовательские интересы Тома Найта сместились с компьютера на биологию.Еще во время учебы в старшей школе он использовал летние каникулы для изучения компьютера и программирования в Массачусетском технологическом институте, а затем также учился на бакалавриате и аспирантуре Массачусетского технологического института.
Том Найт Понимая, что закон Мура предсказывает пределы человеческих манипуляций с атомами кремния, он обратил свое внимание на живые существа.«Нам нужен другой способ разместить атомы в нужном месте… Что такое самая сложная химия? Это биохимия. Я полагаю, что вы можете использовать биомолекулы, такие как белки, которые могут самособираться и собираться в нужном вам диапазоне. кристаллизация».
Использование инженерного количественного и качественного мышления для создания биологических оригиналов стало новым методом исследования.Синтетическая биология — это скачок в человеческом знании.Годом начала синтетической биологии как междисциплинарной области инженерии, информатики, биологии и т. д. был установлен 2000 год.
В двух исследованиях, опубликованных в этом году, идея создания схем для биологов позволила достичь контроля над экспрессией генов.
Ученые из Бостонского университета сконструировали тумблер гена в кишечной палочке.Эта модель использует только два генных модуля.Регулируя внешние стимулы, экспрессию генов можно включать или выключать.
В том же году ученые Принстонского университета использовали три генных модуля для достижения режима «колебания» вывода в цепи сигнала за счет взаимного торможения и снятия торможения между ними.
Схема тумблера гена
Клеточная мастерская
На встрече я слышал, как люди говорили об «искусственном мясе».
Следуя модели компьютерной конференции, «неконференционной самоорганизующейся конференции» для свободного общения, некоторые люди пьют пиво и болтают: какие успешные продукты есть в «Синтетической биологии»?Кто-то упомянул «искусственное мясо» в разделе «Невозможная еда».
Impossible Food никогда не называла себя компанией, занимающейся «синтетической биологией», но основное преимущество, которое отличает ее от других искусственных мясных продуктов — гемоглобин, который придает вегетарианскому мясу уникальный запах «мяса», появился у этой компании около 20 лет назад.О новых дисциплинах.
Используемая технология заключается в использовании простого редактирования генов, позволяющего дрожжам производить «гемоглобин».Если применить терминологию синтетической биологии, дрожжи становятся «клеточной фабрикой», производящей вещества в соответствии с желаниями людей.
Что делает мясо таким ярко-красным и имеет особый аромат на вкус?Impossible Food считается богатым «гемоглобином» в мясе.Гемоглобин содержится в различных продуктах питания, но особенно велико его содержание в мышцах животных.
Поэтому основатель компании и биохимик Патрик О. Браун выбрал гемоглобин в качестве «ключевой приправы» для имитации мяса животных.Добывая эту «приправу» из растений, Браун выбрал соевые бобы, в корнях которых много гемоглобина.
Традиционный метод производства требует прямого извлечения «гемоглобина» из корней соевых бобов.На один килограмм «гемоглобина» нужно 6 акров соевых бобов.Экстракция растений обходится дорого, и компания Impossible Food разработала новый метод: имплантируйте ген, который может компилировать гемоглобин, в дрожжи, и по мере того, как дрожжи будут расти и размножаться, гемоглобин будет расти.Если использовать аналогию, это все равно, что позволить гусыне откладывать яйца в масштабе микроорганизмов.
Гем, добываемый из растений, используется в гамбургерах с «искусственным мясом».
Новые технологии повышают эффективность производства при одновременном сокращении природных ресурсов, потребляемых при выращивании растений.Поскольку основными производственными материалами являются дрожжи, сахар и минералы, химических отходов не так много.Если подумать, это действительно технология, которая «делает будущее лучше».
Когда люди говорят об этой технологии, я чувствую, что это всего лишь простая технология.По их мнению, существует слишком много материалов, которые можно создать таким образом на генетическом уровне.Разлагаемый пластик, специи, новые лекарства и вакцины, пестициды для лечения конкретных заболеваний и даже использование углекислого газа для синтеза крахмала… У меня появились конкретные представления о возможностях, которые открывает биотехнология.
Чтение, запись и модификация генов
ДНК несет всю информацию о жизни от источника, а также является источником тысяч черт жизни.
В настоящее время люди могут легко читать последовательность ДНК и синтезировать последовательность ДНК в соответствии с замыслом.На конференции я слышал, как люди говорили о технологии CRISPR, которая много раз получала Нобелевскую премию по химии 2020 года.Эта технология, получившая название «Генетические волшебные ножницы», позволяет точно находить и разрезать ДНК, тем самым осуществляя редактирование генов.
На основе этой технологии редактирования генов появилось множество стартапов.Некоторые используют его для решения генной терапии сложных заболеваний, таких как рак и генетические заболевания, а некоторые используют его для выращивания органов для трансплантации человеку и выявления заболеваний.
Технология редактирования генов настолько быстро вошла в коммерческое применение, что люди увидели большие перспективы биотехнологии.С точки зрения логики развития самой биотехнологии, после того, как чтение, синтез и редактирование генетических последовательностей созрели, следующим этапом, естественно, является проектирование на генетическом уровне для производства материалов, отвечающих потребностям человека.Технологию синтетической биологии можно также понимать как следующий этап развития генной технологии.
Двое ученых Эммануэль Шарпантье и Дженнифер А. Дудна получили Нобелевскую премию по химии 2020 года за технологию CRISPR.
«Многие люди были одержимы определением синтетической биологии… Такого рода столкновение произошло между инженерией и биологией. Я думаю, что все, что получается в результате этого, стало называться синтетической биологией».Том Найт сказал.
Если расширить шкалу времени, то с момента возникновения аграрного общества люди отбирали и сохраняли нужные им качества животных и растений посредством длительного скрещивания и отбора.Синтетическая биология начинается непосредственно с генетического уровня, чтобы создать черты, которые нужны людям.Прямо сейчас ученые использовали технологию CRISPR для выращивания риса в лаборатории.
Один из организаторов конференции, основатель Qiji Лу Ци, заявил во вступительном видеоролике, что биотехнология может принести в мир обширные изменения, как и предыдущие интернет-технологии.Похоже, это подтверждает тот факт, что все руководители интернет-компаний после ухода в отставку проявили интерес к наукам о жизни.
Интернет-воротилы все обращают внимание.Наступает ли наконец-то бизнес-тренд в области наук о жизни?
Том Найт (первый слева) и четверо других основателей Ginkgo Bioworks |Гинкго Биоворкс
Во время обеда я услышал новость: 2 сентября компания Unilever заявила, что инвестирует 1 миллиард евро в поэтапный отказ от ископаемого топлива в производстве экологически чистых продуктов к 2030 году.
В течение 10 лет стиральные порошки, стиральные порошки и мыло, производимые Procter & Gamble, постепенно будут использовать растительное сырье или технологию улавливания углерода.Компания также выделила еще 1 миллиард евро на создание фонда для финансирования исследований в области биотехнологий, углекислого газа и других технологий по сокращению выбросов углерода.
Люди, которые рассказали мне эту новость, как и я, услышавший эту новость, были немного удивлены сроком менее 10 лет: будут ли полностью реализованы технологические исследования и разработки для массового производства так скоро?
Но я надеюсь, что это сбудется.
Время публикации: 31 декабря 2021 г.