Ahli biologi sintétis Tom Knight nyarios, "Abad ka-21 bakal janten abad biologi rékayasa." Anjeunna salah sahiji pangadeg biologi sintétis sareng salah sahiji ti lima pangadeg Ginkgo Bioworks, perusahaan bintang dina biologi sintétis. Perusahaan ieu didaptarkeun di Bursa Saham New York dina 18 Séptémber, sareng valuasina ngahontal US$15 milyar.
Minat panalungtikan Tom Knight parantos ngalaman parobahan tina komputer ka biologi. Ti saprak SMA, anjeunna nganggo liburan usum panas pikeun diajar komputer sareng pamrograman di MIT, teras ogé ngalaksanakeun kuliah S1 sareng S2 di MIT.
Tom Knight sadar yén Hukum Moore ngaramalkeun wates manipulasi atom silikon ku manusa, anjeunna malikkeun perhatianna kana mahluk hirup. "Urang peryogi cara anu béda pikeun nempatkeun atom dina tempat anu leres… Naon kimia anu paling rumit? Éta biokimia. Kuring ngabayangkeun yén anjeun tiasa nganggo biomolekul, sapertos protéin, anu tiasa ngarakit sorangan sareng ngahiji dina kisaran anu anjeun peryogikeun. kristalisasi."
Ngagunakeun pamikiran kuantitatif sareng kualitatif rékayasa pikeun ngarancang biologis asli parantos janten metode panalungtikan énggal. Biologi sintétis sapertos lompatan dina élmu manusa. Salaku widang interdisiplinér rékayasa, élmu komputer, biologi, jsb., taun mimiti biologi sintétis parantos ditetepkeun taun 2000.
Dina dua panilitian anu diterbitkeun taun ieu, ideu desain sirkuit pikeun ahli biologi parantos ngahontal kontrol éksprési gén.
Élmuwan di Universitas Boston ngawangun saklar toggle Gén dina E. coli. Modél ieu ngan ukur nganggo dua modul gén. Ku ngatur rangsangan éksternal, éksprési gén tiasa dihurungkeun atanapi dipareuman.
Dina taun anu sami, para ilmuwan di Universitas Princeton nganggo tilu modul gén pikeun ngahontal kaluaran mode "osilasi" dina sinyal sirkuit ku cara ngagunakeun inhibisi silih sareng pelepasan inhibisi di antara aranjeunna.
Diagram saklar toggle gén
Bengkel Sel
Dina rapat éta, kuring ngadéngé jalma-jalma ngobrolkeun ngeunaan "daging jieunan".
Nuturkeun modél konferensi komputer, "konferensi anu diatur mandiri tanpa konferensi" pikeun komunikasi bébas, sababaraha urang nginum bir sareng ngobrol: Produk suksés naon anu aya dina "Biologi Sintétis"? Aya anu nyebatkeun "daging jieunan" dina Kadaharan Anu Mustahil.
Impossible Food teu acan kungsi nyebut dirina perusahaan "biologi sintétis", tapi inti daya jual anu ngabédakeunana ti produk daging jieunan anu sanés - hémoglobin anu ngajantenkeun daging vegetarian seungit "daging" anu unik asalna ti perusahaan ieu sakitar 20 taun ka pengker. Tina disiplin anu muncul.
Téhnologi anu dianggo nyaéta nganggo éditing gén basajan pikeun ngamungkinkeun ragi ngahasilkeun "hémoglobin." Pikeun nerapkeun terminologi biologi sintétis, ragi janten "pabrik sél" anu ngahasilkeun zat numutkeun kahayang jalma.
Naon anu ngajantenkeun dagingna beureum caang sareng ngagaduhan aroma khusus nalika dirasakeun? Impossible Food dianggap "hemoglobin" anu beunghar dina daging. Hémoglobin aya dina rupa-rupa katuangan, tapi eusina luhur pisan dina otot sato.
Ku kituna, hémoglobin dipilih ku pangadeg sareng ahli biokimia perusahaan Patrick O. Brown salaku "bumbu konci" pikeun simulasi daging sato. Ngaluarkeun "bumbu" ieu tina pepelakan, Brown milih kacang kedelai anu beunghar hémoglobin dina akar-akarna.
Métode produksi tradisional merlukeun ékstraksi langsung "hémoglobin" tina akar kacang kedelai. Sakilo "hémoglobin" merlukeun 6 héktar kacang kedelai. Ékstraksi tutuwuhan téh mahal, sareng Impossible Food parantos ngembangkeun metode anyar: implantasi gén anu tiasa nyusun hémoglobin kana ragi, sareng nalika ragi tumuwuh sareng baranahan, hémoglobin bakal tumuwuh. Pikeun ngagunakeun analogi, ieu sapertos ngantep soang ngendog dina skala mikroorganisme.
Heme, anu diekstrak tina tutuwuhan, dianggo dina burger "daging jieunan".
Téhnologi anyar ningkatkeun efisiensi produksi bari ngirangan sumber daya alam anu dikonsumsi ku pepelakan. Kusabab bahan produksi utama nyaéta ragi, gula, sareng mineral, teu seueur runtah kimia. Upami dipikir-pikir, ieu leres-leres téknologi anu "ngajadikeun masa depan langkung saé".
Nalika jalma-jalma nyarioskeun téknologi ieu, kuring ngarasa ieu ngan ukur téknologi anu saderhana. Dina pandangan aranjeunna, aya seueur teuing bahan anu tiasa dirancang tina tingkat genetik sapertos kieu. Plastik anu tiasa diuraikeun, rempah-rempah, ubar sareng vaksin énggal, péstisida pikeun panyakit khusus, sareng bahkan panggunaan karbon dioksida pikeun nyintésis aci… Kuring mimiti ngagaduhan sababaraha imajinasi anu kongkrit ngeunaan kamungkinan anu dibawa ku biotéhnologi.
Maca, nulis, jeung ngarobah gén
DNA mawa sadaya inpormasi kahirupan ti sumberna, sareng éta ogé mangrupikeun sumber rébuan sipat kahirupan.
Ayeuna, manusa tiasa kalayan gampang maca runtuyan DNA sareng nyintésis runtuyan DNA numutkeun desainna. Dina konperénsi éta, kuring ngadangu jalma-jalma nyarioskeun téknologi CRISPR anu sering meunang Hadiah Nobel Kimia 2020. Téhnologi ieu, anu disebut "Genetic Magic Scissor", tiasa sacara akurat milarian sareng motong DNA, sahingga ngawujudkeun panyuntingan gén.
Dumasar kana téknologi éditing gén ieu, seueur perusahaan rintisan anu muncul. Aya anu ngagunakeunana pikeun ngarengsekeun terapi gén pikeun panyakit anu hésé sapertos kanker sareng panyakit genetik, sareng aya ogé anu ngagunakeunana pikeun ngokolakeun organ pikeun transplantasi manusa sareng ngadeteksi panyakit.
Téhnologi éditing gén geus asup kana aplikasi komérsial kalawan gancang pisan nepi ka jalma-jalma ningali prospek biotéhnologi anu hébat. Tina sudut pandang logika kamekaran biotéhnologi sorangan, saatos maca, sintésis, sareng ngédit runtuyan genetik parantos dewasa, tahapan salajengna sacara alami nyaéta ngarancang tina tingkat genetik pikeun ngahasilkeun bahan anu nyumponan kabutuhan manusa. Téhnologi biologi sintétis ogé tiasa kahartos salaku tahapan salajengna dina kamekaran téknologi gén.
Dua élmuwan Emmanuelle Charpentier sareng Jennifer A. Doudna meunangkeun Hadiah Nobel Kimia 2020 pikeun téknologi CRISPR.
"Seueur jalmi anu obsessed sareng definisi biologi sintétik… Tabrakan sapertos kieu parantos kajantenan antara rékayasa sareng biologi. Jigana naon waé anu dihasilkeun tina ieu parantos mimiti dingaranan biologi sintétik," saur Tom Knight.
Manjangkeun skala waktu, ti saprak awal masarakat tatanén, manusa parantos nyaring sareng nahan sipat-sipat sasatoan sareng pepelakan anu dipikahoyong ngalangkungan kawin silang sareng seleksi anu panjang. Biologi sintétis dimimitian langsung tina tingkat genetik pikeun ngahasilkeun sipat-sipat anu dipikahoyong ku manusa. Ayeuna, para ilmuwan parantos nganggo téknologi CRISPR pikeun melak padi di laboratorium.
Salah sahiji panitia konferensi, Pangadeg Qiji, Lu Qi, nyatakeun dina pidéo bubuka yén biotéhnologi tiasa mawa parobihan anu ageung ka dunya sapertos téknologi Internét sateuacanna. Ieu sigana mastikeun yén CEO Internét sadayana nyatakeun minat kana élmu kahirupan nalika aranjeunna mundur.
Para petinggi internet sadayana merhatikeun. Naha tren bisnis élmu kahirupan tungtungna sumping?
Tom Knight (mimiti ti kénca) sareng opat pangadeg Ginkgo Bioworks anu sanés | Ginkgo Bioworks
Waktu dahar beurang, kuring ngadéngé béja: Unilever nyatakeun dina tanggal 2 Séptémber yén maranéhna bakal investasi 1 milyar euro pikeun ngaleungitkeun bahan bakar fosil dina bahan baku produk bersih dina taun 2030.
Dina 10 taun ka hareup, produk deterjen, bubuk cuci, sareng sabun anu diproduksi ku Procter & Gamble laun-laun bakal ngadopsi bahan baku tutuwuhan atanapi téknologi nangkep karbon. Perusahaan éta ogé nyisihkeun 1 milyar euro deui pikeun nyetél dana pikeun ngabiayaan panalungtikan ngeunaan biotéhnologi, karbon dioksida sareng téknologi sanésna pikeun ngirangan émisi karbon.
Jalma-jalma anu ngawartosan warta ieu ka abdi, sapertos abdi anu ngadangu warta éta, rada kaget ku wates waktos anu kirang ti 10 taun: Naha panalungtikan sareng pamekaran téknologi dugi ka produksi massal bakal sapinuhna direalisasikeun pas kitu?
Tapi mudah-mudahan eta bakal jadi kanyataan.
Waktos posting: 31 Désémber 2021