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:
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:
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
