O biólogo sintético Tom Knight disse: “O século 21 será o século da biologia da engenharia”.Ele é um dos fundadores da biologia sintética e um dos cinco fundadores da Ginkgo Bioworks, uma empresa estrela em biologia sintética.A empresa foi listada na Bolsa de Valores de Nova York em 18 de setembro e sua avaliação atingiu US$ 15 bilhões.
Os interesses de pesquisa de Tom Knight passaram da computação para a biologia.Desde o ensino médio, ele aproveitou as férias de verão para estudar informática e programação no MIT, e depois também passou a graduação e a pós-graduação no MIT.
Tom Knight Percebendo que a Lei de Moore previa os limites da manipulação humana dos átomos de silício, ele voltou sua atenção para os seres vivos."Precisamos de uma maneira diferente de colocar os átomos no lugar certo... Qual é a química mais complexa? É a bioquímica. Imagino que você possa usar biomoléculas, como proteínas, que podem se automontar e montar dentro da faixa que você precisa. cristalização."
Usar o pensamento quantitativo e qualitativo da engenharia para projetar originais biológicos tornou-se um novo método de pesquisa.A biologia sintética é como um salto no conhecimento humano.Como um campo interdisciplinar de engenharia, ciência da computação, biologia, etc., o ano de início da biologia sintética foi definido como 2000.
Em dois estudos publicados este ano, a ideia de desenho de circuitos para biólogos conseguiu o controle da expressão genética.
Cientistas da Universidade de Boston construíram uma chave seletora genética em E. coli.Este modelo usa apenas dois módulos genéticos.Ao regular estímulos externos, a expressão genética pode ser ativada ou desativada.
No mesmo ano, cientistas da Universidade de Princeton usaram três módulos genéticos para alcançar a saída do modo de “oscilação” no sinal do circuito usando a inibição mútua e a liberação de inibição entre eles.
Diagrama da chave seletora genética
Oficina de células
Na reunião ouvi pessoas falarem sobre “carne artificial”.
Seguindo o modelo de conferência por computador, a “conferência auto-organizada sem conferência” para comunicação livre, algumas pessoas bebem cerveja e conversam: Que produtos de sucesso existem na “Biologia Sintética”?Alguém mencionou a “carne artificial” em Comida Impossível.
A Impossible Food nunca se autodenominou uma empresa de "biologia sintética", mas o principal ponto de venda que a distingue de outros produtos de carne artificial - a hemoglobina que faz a carne vegetariana ter um cheiro único de "carne" vem desta empresa há cerca de 20 anos.De disciplinas emergentes.
A tecnologia envolvida consiste em usar a edição genética simples para permitir que a levedura produza "hemoglobina".Para aplicar a terminologia da biologia sintética, a levedura torna-se uma “fábrica de células” que produz substâncias de acordo com os desejos das pessoas.
O que torna a carne tão vermelha e tem um aroma especial quando saboreada?O alimento impossível é considerado a rica “hemoglobina” da carne.A hemoglobina é encontrada em vários alimentos, mas o conteúdo é particularmente elevado nos músculos dos animais.
Portanto, a hemoglobina foi escolhida pelo fundador da empresa e bioquímico Patrick O. Brown como o “condimento chave” para simular a carne animal.Extraindo esse “tempero” das plantas, Brown escolheu a soja que é rica em hemoglobina na raiz.
O método tradicional de produção requer a extração direta da “hemoglobina” das raízes da soja.Um quilograma de “hemoglobina” requer 6 acres de soja.A extração de plantas é cara e a Impossible Food desenvolveu um novo método: implantar o gene que pode compilar a hemoglobina na levedura e, à medida que a levedura cresce e se replica, a hemoglobina crescerá.Para usar uma analogia, isso é como deixar o ganso botar ovos na escala dos microorganismos.
Heme, extraído de plantas, é usado em hambúrgueres de “carne artificial”
Novas tecnologias aumentam a eficiência da produção e reduzem os recursos naturais consumidos pelo plantio.Como os principais materiais de produção são fermento, açúcar e minerais, não há muitos resíduos químicos.Pensando nisso, esta é realmente uma tecnologia que “torna o futuro melhor”.
Quando as pessoas falam sobre esta tecnologia, sinto que se trata apenas de uma tecnologia simples.Aos seus olhos, existem muitos materiais que podem ser projetados dessa forma a partir do nível genético.Plásticos degradáveis, especiarias, novos medicamentos e vacinas, pesticidas para doenças específicas e até a utilização de dióxido de carbono para sintetizar amido… Comecei a ter algumas imaginações concretas sobre as possibilidades trazidas pela biotecnologia.
Ler, escrever e modificar genes
O DNA carrega todas as informações da vida desde a fonte e é também a fonte de milhares de características da vida.
Hoje em dia, os seres humanos podem facilmente ler a sequência de DNA e sintetizar a sequência de DNA de acordo com o projeto.Na conferência, ouvi pessoas falarem sobre a tecnologia CRISPR que ganhou diversas vezes o Prêmio Nobel de Química de 2020.Esta tecnologia, chamada "Tesoura Mágica Genética", pode localizar e cortar o DNA com precisão, realizando assim a edição genética.
Com base nesta tecnologia de edição genética, surgiram muitas empresas iniciantes.Alguns o utilizam para resolver a terapia genética de doenças difíceis, como câncer e doenças genéticas, e alguns o utilizam para cultivar órgãos para transplante humano e detectar doenças.
Uma tecnologia de edição genética entrou em aplicações comerciais tão rapidamente que as pessoas vêem as grandes perspectivas da biotecnologia.Do ponto de vista da lógica de desenvolvimento da própria biotecnologia, após o amadurecimento da leitura, síntese e edição das sequências genéticas, o próximo estágio é naturalmente projetar a partir do nível genético para produzir materiais que atendam às necessidades humanas.A tecnologia da biologia sintética também pode ser entendida como o próximo estágio no desenvolvimento da tecnologia genética.
Duas cientistas Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna ganharam o Prêmio Nobel de Química de 2020 pela tecnologia CRISPR.
"Muitas pessoas ficaram obcecadas com a definição de biologia sintética... Esse tipo de colisão ocorreu entre engenharia e biologia. Acho que tudo o que resulta disso começou a ser chamado de biologia sintética."Tom Knight disse.
Estendendo a escala de tempo, desde o início da sociedade agrícola, os humanos selecionaram e mantiveram as características animais e vegetais que desejavam através de longos cruzamentos e seleção.A biologia sintética começa diretamente no nível genético para gerar as características que os humanos desejam.Neste momento, os cientistas têm usado a tecnologia CRISPR para cultivar arroz em laboratório.
Um dos organizadores da conferência, o fundador da Qiji, Lu Qi, disse no vídeo de abertura que a biotecnologia pode trazer grandes mudanças ao mundo, assim como a tecnologia anterior da Internet.Isto parece confirmar que todos os CEO da Internet manifestaram interesse nas ciências da vida quando se demitiram.
Os figurões da Internet estão todos prestando atenção.A tendência empresarial das ciências da vida está finalmente chegando?
Tom Knight (primeiro da esquerda) e quatro outros fundadores da Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioobras
Durante o almoço, ouvi uma notícia: a Unilever disse no dia 2 de setembro que iria investir mil milhões de euros para eliminar gradualmente os combustíveis fósseis em matérias-primas de produtos limpos até 2030.
Dentro de 10 anos, o sabão em pó, o sabão em pó e os produtos de sabão produzidos pela Procter & Gamble adotarão gradualmente matérias-primas vegetais ou tecnologia de captura de carbono.A empresa reservou também mais mil milhões de euros para criar um fundo para financiar investigação em biotecnologia, dióxido de carbono e outras tecnologias para reduzir as emissões de carbono.
As pessoas que me contaram esta notícia, tal como eu que ouvi a notícia, ficaram um pouco surpreendidas com o prazo de menos de 10 anos: Será que a investigação e o desenvolvimento tecnológico para a produção em massa serão plenamente realizados tão cedo?
Mas espero que isso se torne realidade.
Horário da postagem: 31 de dezembro de 2021