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 da bioloxía sintética. A empresa cotizou na Bolsa de Nova York o 18 de setembro e a súa valoración alcanzou os 15.000 millóns de dólares estadounidenses.
Os intereses de investigación de Tom Knight cambiaron da informática á bioloxía. Dende o instituto, aproveitou as vacacións de verán para estudar informática e programación no MIT, e despois tamén cursou os seus estudos de grao e posgrao no MIT.
Ao decatarse de que a lei de Moore predí os límites da manipulación humana dos átomos de silicio, Tom Knight centrou a súa atención nos seres vivos. «Necesitamos unha forma diferente de colocar os átomos no lugar correcto... Cal é a química máis complexa? É a bioquímica. Imaxino que se poden usar biomoléculas, como as proteínas, que poden autoensamblarse e ensamblarse dentro do rango que se precisa. cristalización».
Empregar 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 interdisciplinario da enxeñaría, a informática, a bioloxía, etc., o ano de inicio da bioloxía sintética fixouse no ano 2000.
En dous estudos publicados este ano, a idea do deseño de circuítos para biólogos conseguiu o control da expresión xénica.
Científicos da Universidade de Boston construíron un interruptor de palanca xenético 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, científicos da Universidade de Princeton empregaron tres módulos xenéticos para conseguir a saída en modo de "oscilación" no sinal do circuíto mediante a inhibición mutua e a liberación da inhibición entre eles.
Diagrama do interruptor de palanca xenético
Taller de móbiles
Na reunión, escoitei a xente falar de "carne artificial".
Seguindo o modelo de conferencia informática, a "conferencia autoorganizada sen conferencia" para a comunicación libre, algunhas persoas beben cervexa e conversan: Que produtos exitosos hai en "Bioloxía Sintética"? Alguén mencionou a "carne artificial" en Impossible Food.
Impossible Food nunca se autodenominou 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 cheire a "carne" de forma única) provén desta empresa hai uns 20 anos. De disciplinas emerxentes.
A tecnoloxía implicada consiste en empregar unha simple edición xenética para permitir que o lévedo produza "hemoglobina". Para aplicar a terminoloxía da bioloxía sintética, o lévedo convértese nunha "fábrica celular" que produce substancias segundo os desexos das persoas.
Que fai que a carne teña un vermello tan brillante e un aroma tan especial ao sabor? Considérase que Impossible Food é a rica "hemoglobina" presente na carne. A hemoglobina atópase en varios alimentos, pero o contido é particularmente alto nos músculos dos animais.
Polo tanto, o fundador da empresa e bioquímico Patrick O. Brown escolleu a hemoglobina como o "condimento clave" para simular a carne animal. Para extraer este "condimento" das plantas, Brown escolleu soia rica en hemoglobina nas súas raíces.
O método de produción tradicional require a extracción directa de "hemoglobina" das raíces da soia. Un quilogramo de "hemoglobina" require 6 acres de soia. A extracción da planta 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 replica, a hemoglobina crecerá. Para usar unha analoxía, isto é como deixar que unha galiña poña ovos á escala dos microorganismos.
O hemo, que se extrae das plantas, úsase en 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 lévedo, o azucre e os minerais, non hai moitos residuos químicos. Pensando niso, esta é realmente unha tecnoloxía que "mellora o futuro".
Cando a xente fala desta tecnoloxía, sinto que se trata dunha tecnoloxía simple. Ao seu ver, hai demasiados materiais que se poden deseñar desde o nivel xenético deste xeito. Plásticos degradables, especias, novos medicamentos e vacinas, pesticidas para enfermidades específicas e mesmo o uso de dióxido de carbono para sintetizar amidón... Comecei a ter algunhas imaxinacións concretas sobre as posibilidades que ofrece a biotecnoloxía.
Ler, escribir e modificar xenes
O ADN leva toda a información da vida desde a fonte 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 a xente falar da tecnoloxía CRISPR, que gañou o Premio Nobel de Química de 2020 en moitas ocasións. Esta tecnoloxía, chamada "Tesoira Máxica Xenética", pode localizar e cortar con precisión o ADN, realizando así a edición xenética.
Baseándose nesta tecnoloxía de edición xenética, xurdiron moitas empresas emerxentes. Algunhas úsana para resolver a terapia xénica de enfermidades complexas como o cancro e as enfermidades xenéticas, e outras para cultivar órganos para transplantes humanos e detectar enfermidades.
Unha tecnoloxía de edición xenética 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, unha vez que a lectura, a síntese e a edición de secuencias xenéticas maduran, a seguinte etapa é, naturalmente, deseñar desde o nivel xenético para producir materiais que satisfagan as necesidades humanas. A tecnoloxía da bioloxía sintética tamén se pode entender como a seguinte etapa no desenvolvemento da tecnoloxía xenética.
Dúas científicas, Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna, gañaron o Premio Nobel de Química de 2020 pola tecnoloxía CRISPR.
«Moita xente estivo obsesionada coa definición de bioloxía sintética... Este tipo de colisión produciuse entre a enxeñaría e a bioloxía. Creo que todo o que resulte disto comezou a chamarse bioloxía sintética», dixo Tom Knight.
Ampliando a escala temporal, desde os inicios da sociedade agrícola, os humanos seleccionaron e conservaron os trazos animais e vexetais que desexan mediante longos cruzamentos e selección. A bioloxía sintética comeza directamente desde o nivel xenético para xerar os trazos que os humanos desexan. Neste momento, os científicos empregaron 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 cambios amplos ao mundo do mesmo xeito que a tecnoloxía de Internet anterior. Isto parece confirmar que todos os directores xerais de Internet expresaron interese nas ciencias da vida cando dimitiron.
Os peces gordos de Internet están todos prestando atención. Está a chegar por fin a tendencia empresarial das ciencias da vida?
Tom Knight (primeiro pola esquerda) e outros catro fundadores de Ginkgo Bioworks | Ginkgo Bioworks
Durante o xantar, escoitei unha noticia: Unilever dixo o 2 de setembro que investiría mil millóns de euros para eliminar gradualmente os combustibles fósiles en materias primas de produtos limpos para o ano 2030.
Dentro de 10 anos, os deterxentes, xabóns e produtos de xabón para a roupa fabricados por Procter & Gamble adoptarán gradualmente materias primas vexetais ou tecnoloxía de captura de carbono. A empresa tamén reservou outros mil millóns de euros para crear un fondo para financiar a investigación sobre biotecnoloxía, dióxido de carbono e outras tecnoloxías para reducir as emisións de carbono.
A xente que me contou esta noticia, coma min que a escoitei, sorprendeuse un pouco co límite de tempo de menos de 10 anos: A investigación e o desenvolvemento tecnolóxico para a produción en masa realizaranse plenamente tan pronto?
Pero espero que se faga realidade.
Data de publicación: 31 de decembro de 2021