Syntetisk biolog Tom Knight sagde: "Det 21. århundrede bliver århundredet for ingeniørbiologi." Han er en af grundlæggerne af syntetisk biologi og en af de fem grundlæggere af Ginkgo Bioworks, en stjernevirksomhed inden for syntetisk biologi. Virksomheden blev noteret på New York Stock Exchange den 18. september, og dens værdiansættelse nåede 15 milliarder amerikanske dollars.
Tom Knights forskningsinteresser har ændret sig fra computere til biologi. Fra gymnasiet brugte han sommerferien på at studere computere og programmering på MIT, og derefter tilbragte han også sine bachelor- og kandidatuddannelser på MIT.
Tom Knight indså, at Moores lov forudsagde grænserne for menneskelig manipulation af siliciumatomer, og vendte sin opmærksomhed mod levende ting. "Vi har brug for en anden måde at placere atomer på det rigtige sted ... Hvad er den mest komplekse kemi? Det er biokemi. Jeg forestiller mig, at man kan bruge biomolekyler, såsom proteiner, som kan selvsamle sig og samle sig inden for det område, man har brug for. krystallisering."
Brugen af kvantitativ og kvalitativ ingeniørtænkning til at designe biologiske originaler er blevet en ny forskningsmetode. Syntetisk biologi er som et spring i menneskelig viden. Som et tværfagligt felt inden for ingeniørvidenskab, datalogi, biologi osv. er startåret for syntetisk biologi sat til år 2000.
I to studier offentliggjort i år har ideen om kredsløbsdesign for biologer opnået kontrol over genekspression.
Forskere ved Boston University har konstrueret en genvippekontakt i E. coli. Denne model bruger kun to genmoduler. Ved at regulere eksterne stimuli kan genekspression tændes eller slukkes.
Samme år brugte forskere ved Princeton University tre genmoduler til at opnå "oscillations"-outputtet i kredsløbssignalet ved at anvende gensidig hæmning og frigivelse af hæmning mellem dem.
Diagram over gen-skiftekontakter
Celleværksted
På mødet hørte jeg folk tale om "kunstkød".
I overensstemmelse med computerkonferencemodellen, den "ikke-konference selvorganiserede konference" for fri kommunikation, drikker nogle mennesker øl og snakker: Hvilke succesfulde produkter er der i "Syntetisk biologi"? Nogen nævnte det "kunstige kød" under Impossible Food.
Impossible Food har aldrig kaldt sig selv en virksomhed, der producerer "syntetisk biologi", men det centrale salgsargument, der adskiller den fra andre kunstige kødprodukter - hæmoglobinet, der får vegetarisk kød til at dufte unikt "kød", kommer fra denne virksomhed for omkring 20 år siden. En af nye discipliner.
Den involverede teknologi går ud på at bruge simpel genredigering til at give gær mulighed for at producere "hæmoglobin". For at anvende terminologien fra syntetisk biologi bliver gær en "cellefabrik", der producerer stoffer efter folks ønsker.
Hvad gør kødet så klart rødt og har en særlig aroma, når det smager? Impossible Food anses for at være det rige "hæmoglobin" i kød. Hæmoglobin findes i forskellige fødevarer, men indholdet er særligt højt i dyremuskler.
Derfor valgte virksomhedens grundlægger og biokemiker Patrick O. Brown hæmoglobin som "nøglekrydderi" til simulering af animalsk kød. Brown udvandt dette "krydderi" fra planter og valgte sojabønner, der er rige på hæmoglobin i deres rødder.
Den traditionelle produktionsmetode kræver direkte ekstraktion af "hæmoglobin" fra sojabønnernes rødder. Et kilogram "hæmoglobin" kræver 2,4 hektar sojabønner. Planteekstraktion er dyr, og Impossible Food har udviklet en ny metode: implanterer genet, der kan kompilere hæmoglobin, i gær, og efterhånden som gæren vokser og replikerer, vil hæmoglobinet vokse. For at bruge en analogi er det som at lade gås lægge æg på mikroorganismernes skala.
Hæm, som udvindes fra planter, bruges i burgere af "kunstigt kød".
Nye teknologier øger produktionseffektiviteten, samtidig med at de reducerer de naturressourcer, der forbruges ved plantning. Da de vigtigste produktionsmaterialer er gær, sukker og mineraler, er der ikke meget kemisk affald. Når man tænker over det, er dette virkelig en teknologi, der "gør fremtiden bedre".
Når folk taler om denne teknologi, føler jeg, at det bare er en simpel teknologi. I deres øjne er der for mange materialer, der kan designes fra det genetiske niveau på denne måde. Nedbrydelig plastik, krydderier, nye lægemidler og vacciner, pesticider mod specifikke sygdomme og endda brugen af kuldioxid til at syntetisere stivelse ... Jeg begyndte at få nogle konkrete forestillinger om de muligheder, som bioteknologien bringer.
Læs, skriv og modificer gener
DNA bærer al information om livet fra kilden, og det er også kilden til tusindvis af livets træk.
Nu om dage kan mennesker nemt læse DNA-sekvenser og syntetisere DNA-sekvenser efter eget design. På konferencen hørte jeg folk tale om CRISPR-teknologien, der vandt Nobelprisen i kemi i 2020 mange gange. Denne teknologi, kaldet "Genetic Magic Scissor", kan præcist lokalisere og skære DNA og dermed realisere genredigering.
Baseret på denne genredigeringsteknologi er mange startup-virksomheder opstået. Nogle bruger den til at løse genterapiproblemer med vanskelige sygdomme som kræft og genetiske sygdomme, og nogle bruger den til at dyrke organer til menneskelig transplantation og opdage sygdomme.
Genredigeringsteknologi er så hurtigt kommet i kommerciel anvendelse, at folk ser de store perspektiver inden for bioteknologi. Set ud fra selve bioteknologiens udviklingslogik er det næste trin, efter at læsning, syntese og redigering af genetiske sekvenser er modnet, naturligt at designe fra det genetiske niveau for at producere materialer, der opfylder menneskelige behov. Syntetisk biologisk teknologi kan også forstås som det næste trin i udviklingen af genteknologi.
To videnskabsmænd, Emmanuelle Charpentier og Jennifer A. Doudna, vandt Nobelprisen i kemi i 2020 for CRISPR-teknologi.
"Mange mennesker har været besatte af definitionen af syntetisk biologi ... Denne form for kollision er sket mellem ingeniørvidenskab og biologi. Jeg tror, at alt, der resulterer fra dette, er begyndt at blive kaldt syntetisk biologi," sagde Tom Knight.
Siden landbrugssamfundets begyndelse har mennesker, i forlængelse af tidsskalaen, screenet og bevaret de dyre- og planteegenskaber, de ønsker, gennem lang krydsning og selektion. Syntetisk biologi starter direkte på det genetiske niveau for at generere de egenskaber, som mennesker ønsker. Lige nu har forskere brugt CRISPR-teknologi til at dyrke ris i laboratoriet.
En af arrangørerne af konferencen, Qijis grundlægger Lu Qi, sagde i åbningsvideoen, at bioteknologi kan medføre omfattende forandringer i verden ligesom den tidligere internetteknologi. Dette synes at bekræfte, at internetdirektører alle udtrykte interesse for biovidenskab, da de fratrådte.
Internettets store giganter er alle opmærksomme. Er forretningstrenden inden for life science endelig på vej?
Tom Knight (først fra venstre) og fire andre Ginkgo Bioworks-grundlæggere | Ginkgo Bioworks
Under frokosten hørte jeg en nyhed: Unilever sagde den 2. september, at de ville investere 1 milliard euro i at udfase fossile brændstoffer i rene råmaterialer inden 2030.
Inden for 10 år vil vaskemidler, vaskepulver og sæbeprodukter produceret af Procter & Gamble gradvist anvende plantebaserede råmaterialer eller CO2-opsamlingsteknologi. Virksomheden har også afsat yderligere 1 milliard euro til at oprette en fond, der skal finansiere forskning i bioteknologi, kuldioxid og andre teknologier til at reducere CO2-udledning.
De mennesker, der fortalte mig denne nyhed, ligesom mig, der hørte nyheden, var lidt overraskede over tidsfristen på under 10 år: Vil teknologisk forskning og udvikling til masseproduktion blive fuldt realiseret så hurtigt?
Men jeg håber, det bliver til virkelighed.
Opslagstidspunkt: 31. dec. 2021