O biólogo sintético Tom knight dixo: "O século XXI será o século da bioloxía da enxeñaría".É un dos fundadores da bioloxía sintética e un dos cinco fundadores de Ginkgo Bioworks, unha empresa estrela en bioloxía sintética.A compañía cotizou na Bolsa de Nova York o 18 de setembro e a súa valoración alcanzou os 15.000 millóns de dólares.
Os intereses de investigación de Tom Knight sufriron un cambio da informática á bioloxía.Desde o bacharelato, usou as vacacións de verán para estudar informática e programación no MIT, e despois tamén pasou os seus niveis de licenciatura e posgrao no MIT.
Tom Knight Ao entender que a Lei de Moore predicía os límites da manipulación humana dos átomos de silicio, puxo a súa atención nos seres vivos."Necesitamos unha forma diferente de poñer os átomos no lugar correcto... Cal é a química máis complexa? É a bioquímica. Imaxino que podes usar biomoléculas, como proteínas, que poden autoensamblarse e ensamblarse dentro do rango que necesites. cristalización".
Usar o pensamento cuantitativo e cualitativo da enxeñaría para deseñar orixinais biolóxicos converteuse nun novo método de investigación.A bioloxía sintética é como un salto no coñecemento humano.Como campo interdisciplinar de enxeñaría, informática, bioloxía, etc., o ano de inicio da bioloxía sintética estableceuse como 2000.
En dous estudos publicados este ano, a idea do deseño de circuítos para biólogos logrou o control da expresión xénica.
Científicos da Universidade de Boston construíron un interruptor de palanca xene en E. coli.Este modelo só usa dous módulos xenéticos.Ao regular os estímulos externos, a expresión xénica pódese activar ou desactivar.
Ese mesmo ano, os científicos da Universidade de Princeton utilizaron tres módulos de xenes para lograr a saída do modo "oscilación" no sinal do circuíto mediante a inhibición mutua e a liberación da inhibición entre eles.
Diagrama de conmutación xenética
Obradoiro de células
Na reunión escoitei falar de "carne artificial".
Seguindo o modelo de conferencia informática, a "conferencia autoorganizada sen conferencias" para a comunicación gratuíta, algunhas persoas beben cervexa e conversan: que produtos de éxito hai en "Bioloxía sintética"?Alguén mencionou a "carne artificial" en Impossible Food.
Impossible Food nunca se chamou a si mesma como unha empresa de "bioloxía sintética", pero o principal punto de venda que a distingue doutros produtos cárnicos artificiais: a hemoglobina que fai que a carne vexetariana cheira a "carne" única, procede desta empresa hai uns 20 anos.De disciplinas emerxentes.
A tecnoloxía implicada é utilizar unha simple edición de xenes para permitir que os lévedos produzan "hemoglobina".Para aplicar a terminoloxía da bioloxía sintética, a levadura convértese nunha "fábrica celular" que produce substancias segundo o desexo da xente.
Que fai que a carne sexa tan vermella e teña un aroma especial cando sabe?Considérase que Impossible Food é a rica "hemoglobina" na carne.A hemoglobina atópase en varios alimentos, pero o contido é particularmente alto nos músculos dos animais.
Por iso, a hemoglobina foi escollida polo fundador e bioquímico da compañía Patrick O. Brown como o "condimento clave" para simular carne animal.Extraendo este "condimento" das plantas, Brown escolleu soia que son ricas en hemoglobina nas súas raíces.
O método de produción tradicional require a extracción directa de "hemoglobina" das raíces da soia.Un quilo de "hemoglobina" require 6 acres de soia.A extracción de plantas é custosa e Impossible Food desenvolveu un novo método: implantar o xene que pode compilar a hemoglobina no lévedo e, a medida que o lévedo crece e se repite, a hemoglobina crecerá.Para usar unha analoxía, isto é como deixar que o ganso poña ovos na escala de microorganismos.
O hemo, que se extrae das plantas, úsase nas hamburguesas de "carne artificial".
As novas tecnoloxías aumentan a eficiencia da produción á vez que reducen os recursos naturais consumidos pola plantación.Dado que os principais materiais de produción son o fermento, o azucre e os minerais, non hai moitos residuos químicos.Pensándoo niso, esta é realmente unha tecnoloxía que "fai mellor o futuro".
Cando a xente fala desta tecnoloxía, creo que esta é só unha tecnoloxía simple.Aos seus ollos, hai demasiados materiais que se poden deseñar desde o nivel xenético deste xeito.Plásticos degradables, especias, novos fármacos e vacinas, pesticidas para enfermidades específicas, e mesmo o uso de dióxido de carbono para sintetizar amidón... Comecei a ter unhas imaxinacións concretas sobre as posibilidades que me brindaba a biotecnoloxía.
Ler, escribir e modificar xenes
O ADN leva toda a información da vida da orixe, e tamén é a fonte de miles de trazos da vida.
Hoxe en día, os seres humanos poden ler facilmente a secuencia de ADN e sintetizar a secuencia de ADN segundo o deseño.Na conferencia, escoitei falar sobre a tecnoloxía CRISPR que gañou o Premio Nobel de Química 2020 moitas veces.Esta tecnoloxía, chamada "Tesoira máxica xenética", pode localizar e cortar con precisión o ADN, realizando así a edición de xenes.
Baseándose nesta tecnoloxía de edición de xenes, xurdiron moitas empresas de inicio.Algúns utilízana para resolver a terapia xénica de enfermidades difíciles como o cancro e as enfermidades xenéticas, e outros utilízana para cultivar órganos para transplantes humanos e detectar enfermidades.
Unha tecnoloxía de edición de xenes entrou nas aplicacións comerciais tan rápido que a xente ve as grandes perspectivas da biotecnoloxía.Desde a perspectiva da lóxica de desenvolvemento da propia biotecnoloxía, despois de madurar a lectura, síntese e edición de secuencias xenéticas, a seguinte etapa é naturalmente deseñar desde o nivel xenético para producir materiais que satisfagan as necesidades humanas.A tecnoloxía de bioloxía sintética tamén se pode entender como a seguinte etapa no desenvolvemento da tecnoloxía xenética.
Dúas científicas Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna e gañaron o Premio Nobel de Química 2020 pola tecnoloxía CRISPR.
"Moita xente obsesionouse coa definición de bioloxía sintética... Este tipo de colisión ocorreu entre a enxeñaría e a bioloxía. Creo que todo o que resulte diso comezou a chamarse bioloxía sintética".dixo Tom Knight.
Ampliando a escala temporal, desde o inicio da sociedade agrícola, os humanos examinaron e mantiveron os trazos animais e vexetais que desexan mediante un longo cruzamento e selección.A bioloxía sintética parte directamente do nivel xenético para xerar os trazos que queremos os humanos.Agora mesmo, os científicos utilizaron a tecnoloxía CRISPR para cultivar arroz no laboratorio.
Un dos organizadores da conferencia, o fundador de Qiji, Lu Qi, dixo no vídeo de apertura que a biotecnoloxía pode traer grandes cambios ao mundo do mesmo xeito que a tecnoloxía anterior de Internet.Isto parece confirmar que os CEO de Internet expresaron interese polas ciencias da vida cando dimitiron.
Os gordos de Internet están todos prestando atención.Por fin chega a tendencia empresarial das ciencias da vida?
Tom Knight (o primeiro dende a esquerda) e outros catro fundadores de Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioworks
Durante o xantar, escoitei unha noticia: Unilever dixo o 2 de setembro que investiría 1.000 millóns de euros para eliminar os combustibles fósiles en materias primas de produtos limpos para 2030.
Dentro de 10 anos, o deterxente, o lavado en po e os produtos de xabón producidos por Procter & Gamble adoptarán gradualmente materias primas vexetais ou tecnoloxía de captura de carbono.A compañía tamén reservou outros 1.000 millóns de euros para constituír un fondo para financiar a investigación sobre biotecnoloxía, dióxido de carbono e outras tecnoloxías para reducir as emisións de carbono.
As persoas que me contaron esta noticia, como eu que escoitou a noticia, quedaron un pouco sorprendidas co límite de tempo de menos de 10 anos: ¿A investigación e o desenvolvemento tecnolóxico ata a produción en masa realizaranse plenamente tan pronto?
Pero espero que se faga realidade.
Hora de publicación: 31-12-2021