Syntetisk biolog Tom Knight sa: "Det 21. århundre vil være ingeniørbiologiens århundre."Han er en av grunnleggerne av syntetisk biologi og en av de fem grunnleggerne av Ginkgo Bioworks, et stjerneselskap innen syntetisk biologi.Selskapet ble notert på New York Stock Exchange 18. september, og verdsettelsen nådde 15 milliarder dollar.
Tom Knights forskningsinteresser har gjennomgått et skifte fra datamaskin til biologi.Fra tiden på videregående brukte han sommerferien til å studere data og programmering ved MIT, og tilbrakte deretter også grunn- og høyere nivåer ved MIT.
Tom Knight Da han innså at Moores lov forutså grensene for menneskelig manipulasjon av silisiumatomer, vendte han oppmerksomheten mot levende ting."Vi trenger en annen måte å plassere atomer på rett sted... Hva er den mest komplekse kjemien? Det er biokjemi. Jeg ser for meg at du kan bruke biomolekyler, for eksempel proteiner, som kan selvmontere og sette sammen innenfor det området du trenger. krystallisering."
Å bruke ingeniørmessig kvantitativ og kvalitativ tenkning for å designe biologiske originaler har blitt en ny forskningsmetode.Syntetisk biologi er som et sprang i menneskelig kunnskap.Som et tverrfaglig felt innen ingeniørfag, informatikk, biologi, etc., er startåret for syntetisk biologi satt til 2000.
I to studier publisert i år har ideen om kretsdesign for biologer oppnådd kontroll over genuttrykk.
Forskere ved Boston University konstruerte en genbryter i E. coli.Denne modellen bruker kun to genmoduler.Ved å regulere ytre stimuli kan genuttrykk slås på eller av.
Samme år brukte forskere ved Princeton University tre genmoduler for å oppnå "oscillasjons"-modusutgang i kretssignalet ved å bruke gjensidig hemming og frigjøring av inhibering mellom dem.
Genvekselbryterdiagram
Celleverksted
På møtet hørte jeg folk snakke om «kunstig kjøtt».
Etter datamaskinkonferansemodellen, "ukonferansens selvorganiserte konferanse" for gratis kommunikasjon, drikker noen øl og prater: Hvilke vellykkede produkter finnes i "Synthetic Biology"?Noen nevnte det "kunstige kjøttet" under Impossible Food.
Impossible Food har aldri kalt seg et "syntetisk biologi"-selskap, men kjernesalgsargumentet som skiller det fra andre kunstige kjøttprodukter - hemoglobinet som får vegetarisk kjøtt til å lukte unikt "kjøtt" kommer fra dette selskapet for rundt 20 år siden.Av nye disipliner.
Teknologien som er involvert er å bruke enkel genredigering for å la gjær produsere «hemoglobin».For å anvende terminologien til syntetisk biologi, blir gjær en "cellefabrikk" som produserer stoffer etter folks ønsker.
Hva gjør kjøttet så knallrødt og har en spesiell aroma når det smaker?Impossible Food anses å være det rike "hemoglobinet" i kjøtt.Hemoglobin finnes i ulike matvarer, men innholdet er spesielt høyt i dyremuskler.
Derfor ble hemoglobin valgt av selskapets grunnlegger og biokjemiker Patrick O. Brown som "nøkkelkrydderet" for å simulere dyrekjøtt.Ved å trekke ut dette "krydderet" fra planter, valgte Brown soyabønner som er rike på hemoglobin ved røttene.
Den tradisjonelle produksjonsmetoden krever direkte utvinning av "hemoglobin" fra røttene til soyabønner.Ett kilo "hemoglobin" krever 6 dekar soyabønner.Planteutvinning er kostbart, og Impossible Food har utviklet en ny metode: implanter genet som kan kompilere hemoglobin til gjær, og etter hvert som gjæren vokser og formerer seg, vil hemoglobin vokse.For å bruke en analogi, er dette som å la gås legge egg på skalaen til mikroorganismer.
Heme, som utvinnes fra planter, brukes i «kunstig kjøtt»-burgere
Nye teknologier øker produksjonseffektiviteten samtidig som de reduserer naturressursene som forbrukes av planting.Siden de viktigste produksjonsmaterialene er gjær, sukker og mineraler, er det ikke mye kjemisk avfall.Når man tenker på det, er dette virkelig en teknologi som «gjør fremtiden bedre».
Når folk snakker om denne teknologien, føler jeg at dette bare er en enkel teknologi.I deres øyne er det for mange materialer som kan utformes fra det genetiske nivået på denne måten.Nedbrytbar plast, krydder, nye medisiner og vaksiner, sprøytemidler for spesifikke sykdommer, og til og med bruken av karbondioksid for å syntetisere stivelse... Jeg begynte å ha noen konkrete forestillinger om mulighetene som bioteknologien gir.
Les, skriv og modifiser gener
DNA bærer all informasjon om livet fra kilden, og det er også kilden til tusenvis av livstrekk.
I dag kan mennesker enkelt lese DNA-sekvens og syntetisere DNA-sekvens i henhold til design.På konferansen hørte jeg folk snakke om CRISPR-teknologien som vant Nobelprisen i kjemi i 2020 mange ganger.Denne teknologien, kalt "Genetic Magic Scissor", kan nøyaktig lokalisere og kutte DNA, og dermed realisere genredigering.
Basert på denne genredigeringsteknologien har mange oppstartsbedrifter dukket opp.Noen bruker det til å løse genterapi av vanskelige sykdommer som kreft og genetiske sykdommer, og noen bruker det til å dyrke organer for menneskelig transplantasjon og oppdage sykdommer.
En genredigeringsteknologi har kommet inn i kommersielle applikasjoner så raskt at folk ser de store utsiktene til bioteknologi.Fra perspektivet til utviklingslogikken til selve bioteknologien, etter at lesing, syntese og redigering av genetiske sekvenser har modnet, er neste trinn naturlig å designe fra det genetiske nivået for å produsere materialer som dekker menneskelige behov.Syntetisk biologiteknologi kan også forstås som neste trinn i utviklingen av genteknologi.
To forskere Emmanuelle Charpentier og Jennifer A. Doudna og vant 2020 Nobelprisen i kjemi for CRISPR-teknologi.
"Mange mennesker har vært besatt av definisjonen av syntetisk biologi... Denne typen kollisjon har skjedd mellom ingeniørvitenskap og biologi. Jeg tror at alt som er resultatet av dette har begynt å bli kalt syntetisk biologi."sa Tom Knight.
Forlenger tidsskalaen, siden jordbrukssamfunnets begynnelse, har mennesker screenet og beholdt de dyre- og planteegenskapene de ønsker gjennom lang kryssing og seleksjon.Syntetisk biologi starter direkte fra det genetiske nivået for å generere egenskapene som mennesker ønsker.Akkurat nå har forskere brukt CRISPR-teknologi til å dyrke ris i laboratoriet.
En av arrangørene av konferansen, Qiji-grunnlegger Lu Qi sa i åpningsvideoen at bioteknologi kan bringe omfattende endringer til verden, akkurat som den forrige Internett-teknologien.Dette ser ut til å bekrefte at internettsjefer alle uttrykte interesse for biovitenskap da de trakk seg.
Internett-stormenn er alle oppmerksomme.Kommer endelig forretningstrenden innen life science?
Tom Knight (først fra venstre) og fire andre Ginkgo Bioworks-gründere |Ginkgo Bioworks
Under lunsjen hørte jeg en nyhet: Unilever sa 2. september at de ville investere 1 milliard euro for å fase ut fossilt brensel i rene produktråvarer innen 2030.
Innen 10 år vil vaskemiddelet, vaskepulveret og såpeproduktene produsert av Procter & Gamble gradvis ta i bruk planteråvarer eller karbonfangstteknologi.Selskapet satte også av ytterligere 1 milliard euro til å opprette et fond for å finansiere forskning på bioteknologi, karbondioksid og andre teknologier for å redusere karbonutslipp.
Folkene som fortalte meg denne nyheten, som meg som hørte nyhetene, ble litt overrasket over tidsgrensen på mindre enn 10 år: Vil teknologisk forskning og utvikling til masseproduksjon bli fullt ut realisert så snart?
Men jeg håper det går i oppfyllelse.
Innleggstid: 31. desember 2021