Sintetik biolog Tom Nayt shunday dedi: "21-asr muhandislik biologiyasi asri bo'ladi." U sintetik biologiya asoschilaridan biri va sintetik biologiya sohasidagi yulduzli kompaniya Ginkgo Bioworksning beshta asoschisidan biri. Kompaniya 18-sentabr kuni Nyu-York fond birjasida ro'yxatga olingan va uning qiymati 15 milliard AQSh dollariga yetgan.
Tom Naytning ilmiy qiziqishlari kompyuterdan biologiyaga o'tdi. O'rta maktab davridan boshlab u yozgi ta'tildan MITda kompyuter va dasturlashni o'rganish uchun foydalangan, keyin esa bakalavr va magistratura bosqichlarini MITda o'tkazgan.
Tom Nayt Mur qonuni insonning kremniy atomlarini boshqarish chegaralarini bashorat qilganini anglab, u e'tiborini tirik mavjudotlarga qaratdi. "Bizga atomlarni to'g'ri joyga qo'yishning boshqa usuli kerak... Eng murakkab kimyo nima? Bu biokimyo. Menimcha, siz kerakli diapazonda o'z-o'zidan yig'ilib, yig'ilishi mumkin bo'lgan oqsillar kabi biomolekulalardan foydalanishingiz mumkin. kristallanish."
Biologik asl nusxalarni loyihalash uchun muhandislik miqdoriy va sifat jihatidan fikrlashdan foydalanish yangi tadqiqot usuliga aylandi. Sintetik biologiya inson bilimidagi sakrashga o'xshaydi. Muhandislik, informatika, biologiya va boshqalarning fanlararo sohasi sifatida sintetik biologiyaning boshlang'ich yili 2000 yil deb belgilandi.
Bu yil nashr etilgan ikkita tadqiqotda biologlar uchun elektron sxemalarni loyihalash g'oyasi gen ekspressiyasini boshqarishga erishdi.
Boston universiteti olimlari E. coli ga qarshi gen almashtirish tugmachasini yaratdilar. Ushbu model faqat ikkita gen modulidan foydalanadi. Tashqi stimullarni tartibga solish orqali gen ekspressiyasini yoqish yoki o'chirish mumkin.
Xuddi shu yili Prinston universiteti olimlari o'zaro inhibisyon va inhibisyonning chiqarilishidan foydalanib, elektron signalida "tebranish" rejimidagi chiqishga erishish uchun uchta gen modulidan foydalanganlar.
Gen almashtirish tugmasi diagrammasi
Hujayra ustaxonasi
Yig'ilishda odamlarning "sun'iy go'sht" haqida gapirishlarini eshitdim.
Kompyuter konferensiyasi modeliga, ya'ni erkin muloqot uchun "konferensiyadan tashqari o'z-o'zini tashkil etuvchi konferensiya"ga amal qilib, ba'zi odamlar pivo ichib, suhbatlashishadi: "Sintetik biologiya"da qanday muvaffaqiyatli mahsulotlar bor? Kimdir Impossible Food ostida "sun'iy go'sht" haqida gapirdi.
Impossible Food hech qachon o'zini "sintetik biologiya" kompaniyasi deb atamagan, ammo uni boshqa sun'iy go'sht mahsulotlaridan ajratib turadigan asosiy narsa - vegetarian go'shtini o'ziga xos "go'sht" hidiga aylantiradigan gemoglobin bu kompaniyadan taxminan 20 yil oldin paydo bo'lgan. Rivojlanayotgan sohalardan.
Texnologiya xamirturushning "gemoglobin" ishlab chiqarishiga imkon berish uchun oddiy gen tahrirlashdan foydalanishdan iborat. Sintetik biologiya terminologiyasini qo'llash uchun xamirturush odamlarning xohishiga ko'ra moddalar ishlab chiqaradigan "hujayra fabrikasi"ga aylanadi.
Go'shtni nima uchun bunchalik yorqin qizil rangga ega qiladi va ta'mi o'zgacha xushbo'ylikka ega? Impossible Food go'shtdagi boy "gemoglobin" hisoblanadi. Gemoglobin turli xil oziq-ovqatlarda uchraydi, ammo bu miqdor ayniqsa hayvonlar mushaklarida yuqori.
Shuning uchun, kompaniya asoschisi va biokimyogari Patrik O. Braun gemoglobinni hayvonlar go'shtini simulyatsiya qilish uchun "asosiy ziravor" sifatida tanladi. Ushbu "ziravor"ni o'simliklardan ajratib olib, Braun ildizlarida gemoglobinga boy soya fasulyalarini tanladi.
An'anaviy ishlab chiqarish usuli soya ildizlaridan "gemoglobin"ni to'g'ridan-to'g'ri ajratib olishni talab qiladi. Bir kilogramm "gemoglobin" uchun 6 akr soya kerak bo'ladi. O'simliklarni ekstraktsiya qilish qimmatga tushadi va Impossible Food yangi usulni ishlab chiqdi: gemoglobinni kompilyatsiya qila oladigan genni xamirturushga joylashtiring va xamirturush o'sib, ko'payib borishi bilan gemoglobin o'sadi. Taqqoslash uchun, bu g'ozning mikroorganizmlar miqyosida tuxum qo'yishiga o'xshaydi.
O'simliklardan olinadigan gem "sun'iy go'sht" burgerlarida ishlatiladi.
Yangi texnologiyalar ishlab chiqarish samaradorligini oshirish bilan birga, ekish orqali iste'mol qilinadigan tabiiy resurslarni kamaytiradi. Asosiy ishlab chiqarish materiallari xamirturush, shakar va minerallar bo'lgani uchun, kimyoviy chiqindilar ko'p emas. O'ylab ko'rsak, bu haqiqatan ham "kelajakni yaxshiroq qiladigan" texnologiya.
Odamlar bu texnologiya haqida gapirganda, men buni shunchaki oddiy texnologiya deb o'ylayman. Ularning nazarida, genetik darajadan shu tarzda loyihalashtirilishi mumkin bo'lgan juda ko'p materiallar mavjud. Parchalanadigan plastmassalar, ziravorlar, yangi dorilar va vaktsinalar, ma'lum kasalliklar uchun pestitsidlar va hatto kraxmal sintez qilish uchun karbonat angidriddan foydalanish... Men biotexnologiya keltirib chiqaradigan imkoniyatlar haqida aniq tasavvurga ega bo'la boshladim.
Genlarni o'qing, yozing va o'zgartiring
DNK hayot haqidagi barcha ma'lumotlarni manbadan olib yuradi va u shuningdek, hayotning minglab xususiyatlarining manbai hisoblanadi.
Hozirgi kunda insonlar DNK ketma-ketligini osongina o'qishlari va dizaynga muvofiq DNK ketma-ketligini sintez qilishlari mumkin. Konferensiyada men odamlarning 2020-yilgi kimyo bo'yicha Nobel mukofotini ko'p marta qo'lga kiritgan CRISPR texnologiyasi haqida gapirishlarini eshitdim. "Genetik sehrli qaychi" deb nomlangan ushbu texnologiya DNKni aniq joylashishi va kesishi, shu bilan genlarni tahrirlashni amalga oshirishi mumkin.
Ushbu genlarni tahrirlash texnologiyasi asosida ko'plab startap kompaniyalari paydo bo'ldi. Ba'zilar undan saraton va genetik kasalliklar kabi murakkab kasalliklarning gen terapiyasini hal qilish uchun foydalanadilar, ba'zilari esa odamlarni transplantatsiya qilish uchun organlarni yetishtirish va kasalliklarni aniqlash uchun foydalanadilar.
Genlarni tahrirlash texnologiyasi tijorat maqsadlarida shunchalik tez qo'llanila boshlandiki, odamlar biotexnologiyaning katta istiqbollarini ko'rishadi. Biotexnologiyaning rivojlanish mantig'i nuqtai nazaridan, genetik ketma-ketliklarni o'qish, sintez qilish va tahrirlash yetuklikka erishgandan so'ng, keyingi bosqich tabiiyki, inson ehtiyojlarini qondiradigan materiallarni ishlab chiqarish uchun genetik darajadan loyihalashdir. Sintetik biologiya texnologiyasini gen texnologiyasini rivojlantirishning keyingi bosqichi sifatida ham tushunish mumkin.
Ikki olim Emmanuelle Charpentier va Jennifer A. Doudna CRISPR texnologiyasi uchun 2020-yilgi kimyo bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.
"Ko'p odamlar sintetik biologiya ta'rifiga berilib ketishgan... Muhandislik va biologiya o'rtasida bunday to'qnashuv yuz berdi. Menimcha, bundan kelib chiqadigan har qanday narsa sintetik biologiya deb nomlana boshladi", dedi Tom Nayt.
Vaqt oralig'ini kengaytirib, qishloq xo'jaligi jamiyati paydo bo'lganidan beri odamlar uzoq muddatli chatishtirish va selektsiya orqali o'zlari xohlagan hayvon va o'simlik xususiyatlarini skriningdan o'tkazib, saqlab qolishgan. Sintetik biologiya odamlar xohlagan xususiyatlarni yaratish uchun to'g'ridan-to'g'ri genetik darajadan boshlanadi. Hozirda olimlar laboratoriyada guruch yetishtirish uchun CRISPR texnologiyasidan foydalanmoqdalar.
Konferensiya tashkilotchilaridan biri, Qiji asoschisi Lu Qi ochilish videosida biotexnologiya avvalgi internet texnologiyalari singari dunyoga keng ko'lamli o'zgarishlar olib kelishi mumkinligini aytdi. Bu internet bosh direktorlarining barchasi iste'foga chiqqanlarida hayot fanlariga qiziqish bildirganliklarini tasdiqlaydi.
Internetdagi yirik gigantlarning barchasi e'tibor bermoqda. Hayotshunoslikning biznes yo'nalishi nihoyat kelayaptimi?
Tom Nayt (chapdan birinchi) va Ginkgo Bioworks asoschilaridan yana to'rttasi | Ginkgo Bioworks
Tushlik paytida bir yangilik eshitdim: Unilever 2-sentabr kuni 2030-yilga kelib qazilma yoqilg'ilardan toza mahsulot xom ashyosidan foydalanishni bosqichma-bosqich to'xtatish uchun 1 milliard yevro sarmoya kiritishini aytdi.
10 yil ichida Procter & Gamble tomonidan ishlab chiqarilgan kir yuvish kukuni, kir yuvish kukuni va sovun mahsulotlari asta-sekin o'simlik xom ashyosi yoki uglerodni ushlab turish texnologiyasini joriy etadi. Kompaniya shuningdek, uglerod chiqindilarini kamaytirish uchun biotexnologiya, karbonat angidrid va boshqa texnologiyalar bo'yicha tadqiqotlarni moliyalashtirish uchun jamg'arma tashkil etish uchun yana 1 milliard yevro ajratdi.
Bu yangilikni menga aytgan odamlar, xuddi yangilikni eshitgan men kabi, 10 yildan kam vaqt chegarasidan biroz hayron bo'lishdi: Texnologik tadqiqotlar va ishlanmalardan ommaviy ishlab chiqarishgacha to'liq amalga oshirish shuncha tez orada amalga oshiriladimi?
Lekin umid qilamanki, bu amalga oshadi.
Nashr vaqti: 2021-yil 31-dekabr