«Մեկ գոտի և մեկ ճանապարհ». համագործակցություն, ներդաշնակություն և փոխշահավետություն
նորություններ

նորություններ

Ի՞նչ է սինթետիկ կենսաբանությունը։ Ի՞նչ կարող է այն տալ։

Սինթետիկ կենսաբան Թոմ Նայթն ասել է. «21-րդ դարը կլինի ինժեներական կենսաբանության դարը»։ Նա սինթետիկ կենսաբանության հիմնադիրներից մեկն է և «Գինկգո Բիովորքս» սինթետիկ կենսաբանության ոլորտի աստղային ընկերության հինգ հիմնադիրներից մեկը։ Ընկերությունը սեպտեմբերի 18-ին ցուցակագրվել է Նյու Յորքի ֆոնդային բորսայում, և դրա գնահատումը հասել է 15 միլիարդ ԱՄՆ դոլարի։

Թոմ Նայթի հետազոտական ​​հետաքրքրությունները համակարգչայինից տեղափոխվել են կենսաբանության։ Դպրոցական տարիներից նա ամառային արձակուրդն օգտագործել է MIT-ում համակարգչային գիտություններ և ծրագրավորում ուսումնասիրելու համար, ապա նաև բակալավրի և մագիստրատուրայի ծրագրերն անցկացրել է MIT-ում։

Թոմ Նայթը։ Գիտակցելով, որ Մուրի օրենքը կանխատեսում է սիլիցիումի ատոմների մարդկային մանիպուլյացիայի սահմանները, նա իր ուշադրությունը սևեռեց կենդանի օրգանիզմների վրա։ «Մեզ անհրաժեշտ է այլ եղանակ՝ ատոմները ճիշտ տեղում տեղադրելու համար… Ո՞րն է ամենաբարդ քիմիան։ Դա կենսաքիմիա է։ Ես կարծում եմ, որ կարելի է օգտագործել կենսամոլեկուլներ, ինչպիսիք են սպիտակուցները, որոնք կարող են ինքնահավաքվել և հավաքվել ձեզ անհրաժեշտ սահմաններում։ բյուրեղացում»։

Կենսաբանական բնօրինակներ նախագծելու համար ճարտարագիտական ​​քանակական և որակական մտածողության կիրառումը դարձել է նոր հետազոտական ​​մեթոդ: Սինթետիկ կենսաբանությունը նման է մարդկային գիտելիքների թռիչքի: Որպես ճարտարագիտության, համակարգչային գիտության, կենսաբանության և այլնի միջառարկայական ոլորտ, սինթետիկ կենսաբանության մեկնարկի տարեթիվը սահմանվել է 2000 թվականը:

Այս տարի հրապարակված երկու ուսումնասիրություններում կենսաբանների համար սխեմաների նախագծման գաղափարը հասել է գեների արտահայտման վերահսկողությանը։

Բոստոնի համալսարանի գիտնականները E. coli-ի մեջ կառուցել են գենային անջատիչ: Այս մոդելն օգտագործում է միայն երկու գենային մոդուլ: Արտաքին խթանները կարգավորելով՝ գեների արտահայտությունը կարող է միացվել կամ անջատվել:

Ի՞նչ է սինթետիկ կենսաբանությունը 1

Նույն թվականին Փրինսթոնի համալսարանի գիտնականները օգտագործեցին երեք գենային մոդուլ՝ շղթայի ազդանշանում «տատանման» ռեժիմի ելքային ազդանշանին հասնելու համար՝ օգտագործելով դրանց միջև փոխադարձ արգելակումը և արգելակման ազատումը։

Գեների անջատիչի դիագրամ

Բջջային արհեստանոց

Հանդիպման ժամանակ լսեցի, թե ինչպես են մարդիկ խոսում «արհեստական ​​մսի» մասին։

Հետևելով համակարգչային կոնֆերանսի մոդելին՝ «անկոնֆերանս ինքնակազմակերպվող կոնֆերանսին»՝ ազատ հաղորդակցության համար, որոշ մարդիկ գարեջուր են խմում և զրուցում. Ի՞նչ հաջողված ապրանքներ կան «Սինթետիկ կենսաբանության» մեջ: Ինչ-որ մեկը հիշատակել է «արհեստական ​​միսը»՝ «Անհնար սնունդ» անվան տակ:

Impossible Food-ը երբեք իրեն չի անվանել «սինթետիկ կենսաբանության» ընկերություն, բայց հիմնական առավելությունը, որը այն տարբերակում է այլ արհեստական ​​մսամթերքներից՝ հեմոգլոբինը, որը բուսակերական մսին ​​հաղորդում է յուրահատուկ «մսի» հոտ, այս ընկերությունից է եկել մոտ 20 տարի առաջ։ Զարգացող ոլորտներից։

Տեխնոլոգիան կայանում է պարզ գեների խմբագրման մեջ, որը թույլ է տալիս խմորիչներին արտադրել «հեմոգլոբին»: Սինթետիկ կենսաբանության տերմինաբանության կիրառման համար խմորիչը դառնում է «բջիջների գործարան», որը արտադրում է նյութեր մարդկանց ցանկություններին համապատասխան:

Ի՞նչն է միսը դարձնում այդքան վառ կարմիր և յուրահատուկ բույրով։ Անհնար սնունդը համարվում է մսի մեջ պարունակվող հարուստ «հեմոգլոբինը»։ Հեմոգլոբինը հանդիպում է տարբեր սննդամթերքներում, բայց դրա պարունակությունը հատկապես բարձր է կենդանիների մկաններում։

Հետևաբար, ընկերության հիմնադիր և կենսաքիմիկոս Պատրիկ Օ. Բրաունը հեմոգլոբինն ընտրեց որպես կենդանիների միսը նմանակելու «հիմնական համեմունք»։ Այս «համեմունքը» բույսերից արդյունահանելով՝ Բրաունը ընտրեց սոյա, որը հարուստ է հեմոգլոբինով իրենց արմատներում։

Ավանդական արտադրության մեթոդը պահանջում է «հեմոգլոբինի» անմիջական արդյունահանում սոյայի արմատներից: «Հեմոգլոբինի» մեկ կիլոգրամը պահանջում է 6 ակր սոյա: Բույսերի արդյունահանումը թանկ է, և Impossible Food-ը մշակել է նոր մեթոդ. այն գենը, որը կարող է հեմոգլոբինը համադրել խմորիչի մեջ, տեղադրել, և երբ խմորիչը աճում և բազմանում է, հեմոգլոբինը կաճի: Համեմատության համար ասեմ, որ սա նման է միկրոօրգանիզմների մասշտաբով սագին ձու դնելուն:

Ի՞նչ է սինթետիկ կենսաբանությունը 2

Բույսերից արդյունահանվող հեմը օգտագործվում է «արհեստական ​​մսից» պատրաստված բուրգերներում։

Նոր տեխնոլոգիաները բարձրացնում են արտադրության արդյունավետությունը՝ միաժամանակ նվազեցնելով տնկման միջոցով սպառվող բնական ռեսուրսները: Քանի որ հիմնական արտադրական նյութերը խմորիչներն են, շաքարավազը և հանքանյութերը, քիմիական թափոնները շատ չեն: Այս մասին մտածելով՝ սա իսկապես մի տեխնոլոգիա է, որը «ապագան դարձնում է ավելի լավը»:

Երբ մարդիկ խոսում են այս տեխնոլոգիայի մասին, ես զգում եմ, որ սա պարզապես պարզ տեխնոլոգիա է: Նրանց աչքերում չափազանց շատ նյութեր կան, որոնք կարելի է գենետիկ մակարդակից այս կերպ նախագծել: Քայքայվող պլաստմասսաներ, համեմունքներ, նոր դեղամիջոցներ և պատվաստանյութեր, որոշակի հիվանդությունների դեմ պեստիցիդներ և նույնիսկ ածխաթթու գազի օգտագործումը օսլա սինթեզելու համար… Ես սկսեցի որոշակի պատկերացումներ ունենալ կենսատեխնոլոգիայի բերած հնարավորությունների մասին:

Կարդալ, գրել և փոփոխել գեները
ԴՆԹ-ն կրում է կյանքի մասին ողջ տեղեկատվությունը աղբյուրից, և այն նաև կյանքի հազարավոր հատկանիշների աղբյուրն է։

Այսօր մարդիկ կարող են հեշտությամբ կարդալ ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը և սինթեզել այն՝ համաձայն նախագծի։ Համաժողովում ես լսեցի, թե ինչպես են մարդիկ խոսում CRISPR տեխնոլոգիայի մասին, որը բազմիցս արժանացել է քիմիայի 2020 թվականի Նոբելյան մրցանակի։ Այս տեխնոլոգիան, որը կոչվում է «Գենետիկական կախարդական մկրատ», կարող է ճշգրիտ գտնել և կտրել ԴՆԹ-ն՝ այդպիսով իրականացնելով գեների խմբագրում։

Այս գեների խմբագրման տեխնոլոգիայի հիման վրա ի հայտ են եկել բազմաթիվ ստարտափ ընկերություններ։ Ոմանք այն օգտագործում են քաղցկեղի և գենետիկական հիվանդությունների նման բարդ հիվանդությունների գենային թերապիայի խնդիրները լուծելու համար, իսկ ոմանք՝ մարդու փոխպատվաստման համար օրգաններ մշակելու և հիվանդություններ հայտնաբերելու համար։

Գեների խմբագրման տեխնոլոգիան այնքան արագ է մուտք գործել առևտրային կիրառություններ, որ մարդիկ տեսնում են կենսատեխնոլոգիայի մեծ հեռանկարները: Կենսատեխնոլոգիայի զարգացման տրամաբանության տեսանկյունից, գենետիկական հաջորդականությունների ընթերցումից, սինթեզից և խմբագրումից հետո, հաջորդ փուլը, բնականաբար, գենետիկական մակարդակից նախագծելն է՝ մարդու կարիքները բավարարող նյութեր արտադրելու համար: Սինթետիկ կենսաբանության տեխնոլոգիան կարելի է նաև հասկանալ որպես գենային տեխնոլոգիայի զարգացման հաջորդ փուլ:
Երկու գիտնականներ՝ Էմանուել Շարպանտիեն և Ջենիֆեր Ա. Դուդնան, CRISPR տեխնոլոգիայի համար արժանացել են քիմիայի 2020 թվականի Նոբելյան մրցանակի։

«Շատ մարդիկ տարված են եղել սինթետիկ կենսաբանության սահմանմամբ… Այսպիսի բախում է տեղի ունեցել ճարտարագիտության և կենսաբանության միջև։ Կարծում եմ՝ դրանից բխող ամեն ինչ սկսել է անվանվել սինթետիկ կենսաբանություն», - ասաց Թոմ Նայթը։
Ժամանակային մասշտաբը երկարաձգելով՝ գյուղատնտեսական հասարակության սկզբից ի վեր, մարդիկ երկարատև խաչասերման և ընտրության միջոցով ստուգել և պահպանել են իրենց ցանկալի կենդանական և բուսական հատկանիշները: Սինթետիկ կենսաբանությունը սկսվում է անմիջապես գենետիկ մակարդակից՝ մարդկանց ցանկալի հատկանիշները ստեղծելու համար: Այժմ գիտնականները օգտագործել են CRISPR տեխնոլոգիան՝ լաբորատորիայում բրինձ աճեցնելու համար:

Համաժողովի կազմակերպիչներից մեկը՝ Qiji-ի հիմնադիր Լու Ցին, բացման տեսանյութում նշել է, որ կենսատեխնոլոգիան կարող է լայնածավալ փոփոխություններ բերել աշխարհում, ինչպես նախորդ ինտերնետային տեխնոլոգիաները: Սա, կարծես, հաստատում է, որ ինտերնետի գործադիր տնօրենները բոլորն էլ հետաքրքրություն են հայտնել կենսաբանական գիտությունների նկատմամբ, երբ հրաժարական են տվել:

Ինտերնետային խոշորագույնները բոլորն էլ ուշադրություն են դարձնում։ Վերջապես կենսաբանական գիտությունների բիզնես միտումը գալի՞ս է։

Թոմ Նայթը (ձախից առաջինը) և Ginkgo Bioworks-ի չորս այլ հիմնադիրներ | Ginkgo Bioworks

Ճաշի ժամանակ ես մի լուր լսեցի. Unilever-ը սեպտեմբերի 2-ին հայտարարեց, որ մինչև 2030 թվականը 1 միլիարդ եվրո կներդնի մաքուր արտադրանքի հումքի մեջ բրածո վառելիքի օգտագործումը փուլ առ փուլ վերացնելու համար։

10 տարվա ընթացքում Procter & Gamble-ի կողմից արտադրվող լվացքի փոշին, լվացքի փոշին և օճառը աստիճանաբար կներդնեն բուսական հումք կամ ածխածնի որսման տեխնոլոգիա: Ընկերությունը նաև ևս 1 միլիարդ եվրո է հատկացրել կենսատեխնոլոգիայի, ածխաթթու գազի և ածխածնի արտանետումները կրճատելու այլ տեխնոլոգիաների վերաբերյալ հետազոտությունների ֆինանսավորման հիմնադրամ ստեղծելու համար:

Այս լուրը ինձ հայտնողները, ինչպես ես, ով լսեց լուրը, մի փոքր զարմացած էին 10 տարուց պակաս ժամանակահատվածից. Արդյո՞ք տեխնոլոգիական հետազոտություններից և զարգացումից մինչև զանգվածային արտադրություն այդքան շուտ լիովին կիրականացվի։
Բայց հուսով եմ՝ դա կիրականանա։


Հրապարակման ժամանակը. Դեկտեմբերի 31-2021