Synthetisch bioloog Tom Knight zei: "De 21e eeuw zal de eeuw van de technische biologie zijn."Hij is een van de grondleggers van de synthetische biologie en een van de vijf oprichters van Ginkgo Bioworks, een sterbedrijf in de synthetische biologie.Het bedrijf werd op 18 september genoteerd aan de New York Stock Exchange en de waardering bedroeg 15 miljard dollar.
De onderzoeksinteresses van Tom Knight hebben een verschuiving ondergaan van computer naar biologie.Vanaf de middelbare school gebruikte hij de zomervakantie om computer en programmeren te studeren aan het MIT, en daarna bracht hij ook zijn bachelor- en masteropleidingen door aan het MIT.
Tom Knight Omdat hij besefte dat de wet van Moore de grenzen voorspelde van de menselijke manipulatie van siliciumatomen, richtte hij zijn aandacht op levende wezens."We hebben een andere manier nodig om atomen op de juiste plaats te plaatsen... Wat is de meest complexe chemie? Het is biochemie. Ik kan me voorstellen dat je biomoleculen, zoals eiwitten, kunt gebruiken die zichzelf kunnen assembleren en assembleren binnen het bereik dat je nodig hebt. kristallisatie."
Het gebruik van technisch kwantitatief en kwalitatief denken om biologische originelen te ontwerpen is een nieuwe onderzoeksmethode geworden.Synthetische biologie is als een sprong in de menselijke kennis.Als interdisciplinair vakgebied van techniek, informatica, biologie, etc. is het startjaar van de synthetische biologie vastgesteld op 2000.
In twee dit jaar gepubliceerde onderzoeken heeft het idee van circuitontwerp voor biologen de controle over genexpressie bereikt.
Wetenschappers van de Universiteit van Boston hebben een gen-tuimelschakelaar geconstrueerd in E. coli.Dit model gebruikt slechts twee genmodules.Door externe stimuli te reguleren, kan genexpressie aan of uit worden gezet.
In hetzelfde jaar gebruikten wetenschappers van de Princeton University drie genmodules om de uitvoer van de ‘oscillatie’-modus in het circuitsignaal te bereiken door gebruik te maken van de wederzijdse remming en het vrijgeven van remming daartussen.
Gene-tuimelschakelaardiagram
Cel werkplaats
Tijdens de bijeenkomst hoorde ik mensen praten over 'kunstvlees'.
In navolging van het computerconferentiemodel, de "unconference zelfgeorganiseerde conferentie" voor vrije communicatie, drinken sommige mensen bier en kletsen: welke succesvolle producten zijn er in "Synthetic Biology"?Iemand noemde het "kunstvlees" onder Impossible Food.
Impossible Food heeft zichzelf nooit een "synthetisch biologisch" bedrijf genoemd, maar het belangrijkste verkoopargument dat het onderscheidt van andere kunstmatige vleesproducten - de hemoglobine die ervoor zorgt dat vegetarisch vlees uniek "vlees" ruikt, komt ongeveer 20 jaar geleden van dit bedrijf.Van opkomende disciplines.
De betrokken technologie is het gebruik van eenvoudige genbewerking om gist in staat te stellen 'hemoglobine' te produceren.Om de terminologie van de synthetische biologie toe te passen: gist wordt een ‘celfabriek’ die stoffen produceert volgens de wensen van mensen.
Wat maakt het vlees zo helderrood en heeft het een bijzonder aroma als het smaakt?Impossible Food wordt beschouwd als het rijke ‘hemoglobine’ in vlees.Hemoglobine wordt in verschillende voedingsmiddelen aangetroffen, maar het gehalte is vooral hoog in de spieren van dieren.
Daarom werd hemoglobine door de oprichter en biochemicus Patrick O. Brown van het bedrijf gekozen als de "belangrijkste smaakmaker" voor het simuleren van dierlijk vlees.Door deze "kruiden" uit planten te halen, koos Brown sojabonen die aan de wortels rijk zijn aan hemoglobine.
De traditionele productiemethode vereist directe extractie van "hemoglobine" uit de wortels van sojabonen.Voor één kilogram ‘hemoglobine’ zijn 6 hectare sojabonen nodig.Plantenextractie is kostbaar en Impossible Food heeft een nieuwe methode ontwikkeld: implanteer het gen dat hemoglobine in gist kan compileren, en naarmate de gist groeit en zich vermenigvuldigt, zal hemoglobine groeien.Om een analogie te gebruiken: dit is hetzelfde als een gans eieren laten leggen op de schaal van micro-organismen.
Heme, dat uit planten wordt gewonnen, wordt gebruikt in hamburgers met "kunstvlees".
Nieuwe technologieën verhogen de productie-efficiëntie en verminderen tegelijkertijd de natuurlijke hulpbronnen die bij het planten worden verbruikt.Omdat de belangrijkste productiematerialen gist, suiker en mineralen zijn, is er niet veel chemisch afval.Als je erover nadenkt, is dit echt een technologie die "de toekomst beter maakt".
Als mensen over deze technologie praten, heb ik het gevoel dat dit slechts een eenvoudige technologie is.In hun ogen zijn er te veel materialen die op deze manier vanaf genetisch niveau ontworpen kunnen worden.Afbreekbare kunststoffen, kruiden, nieuwe medicijnen en vaccins, pesticiden voor specifieke ziekten en zelfs het gebruik van koolstofdioxide om zetmeel te synthetiseren… Ik begon een concrete verbeelding te krijgen over de mogelijkheden die de biotechnologie biedt.
Genen lezen, schrijven en wijzigen
DNA draagt alle informatie over het leven uit de bron, en het is ook de bron van duizenden eigenschappen van het leven.
Tegenwoordig kunnen mensen gemakkelijk de DNA-sequentie lezen en de DNA-sequentie synthetiseren volgens ontwerp.Op de conferentie hoorde ik mensen praten over de CRISPR-technologie die in 2020 vele malen de Nobelprijs voor de Scheikunde heeft gewonnen.Deze technologie, genaamd "Genetic Magic Scissor", kan DNA nauwkeurig lokaliseren en knippen, waardoor genbewerking mogelijk wordt.
Op basis van deze genbewerkingstechnologie zijn veel startende bedrijven ontstaan.Sommigen gebruiken het om de gentherapie van moeilijke ziekten zoals kanker en genetische ziekten op te lossen, en anderen gebruiken het om organen voor menselijke transplantatie te cultiveren en ziekten op te sporen.
Een technologie voor het bewerken van genen heeft zo snel commerciële toepassingen gevonden dat mensen de grote vooruitzichten van de biotechnologie inzien.Vanuit het perspectief van de ontwikkelingslogica van de biotechnologie zelf, nadat het lezen, synthetiseren en bewerken van genetische sequenties volwassen is geworden, is de volgende fase natuurlijk het ontwerpen vanaf het genetische niveau om materialen te produceren die aan de menselijke behoeften voldoen.Synthetische biologische technologie kan ook worden gezien als de volgende fase in de ontwikkeling van gentechnologie.
Twee wetenschappers Emmanuelle Charpentier en Jennifer A. Doudna wonnen in 2020 de Nobelprijs voor de Scheikunde voor CRISPR-technologie.
"Veel mensen zijn geobsedeerd door de definitie van synthetische biologie... Dit soort botsingen heeft zich voorgedaan tussen techniek en biologie. Ik denk dat alles wat hieruit voortvloeit, synthetische biologie wordt genoemd."zei Tom Ridder.
Door de tijdschaal uit te breiden, hebben mensen sinds het begin van de agrarische samenleving de gewenste dierlijke en plantaardige eigenschappen gescreend en behouden door middel van langdurige kruisingen en selectie.Synthetische biologie begint rechtstreeks vanaf het genetische niveau om de eigenschappen te genereren die mensen willen.Op dit moment hebben wetenschappers CRISPR-technologie gebruikt om rijst in het laboratorium te verbouwen.
Een van de organisatoren van de conferentie, Qiji-oprichter Lu Qi, zei in de openingsvideo dat biotechnologie grote veranderingen in de wereld kan brengen, net als de vorige internettechnologie.Dit lijkt te bevestigen dat internet-CEO's allemaal interesse toonden in de levenswetenschappen toen ze aftreden.
Internettoppers letten allemaal op.Komt de zakelijke trend van de life sciences eindelijk?
Tom Knight (eerste van links) en vier andere oprichters van Ginkgo Bioworks |Ginkgo Biowerk
Tijdens de lunch hoorde ik nieuws: Unilever zei op 2 september dat het 1 miljard euro zou investeren om fossiele brandstoffen in schone productgrondstoffen tegen 2030 geleidelijk af te schaffen.
Binnen tien jaar zullen de door Procter & Gamble geproduceerde wasmiddelen, waspoeders en zeepproducten geleidelijk plantaardige grondstoffen of technologie voor koolstofafvang overnemen.Het bedrijf zette ook nog eens 1 miljard euro opzij om een fonds op te zetten ter financiering van onderzoek naar biotechnologie, kooldioxide en andere technologieën om de CO2-uitstoot te verminderen.
De mensen die mij dit nieuws vertelden, zoals ik die het nieuws hoorde, waren een beetje verrast door de tijdslimiet van minder dan tien jaar: zullen technologisch onderzoek en ontwikkeling naar massaproductie zo snel volledig worden gerealiseerd?
Maar ik hoop dat het werkelijkheid wordt.
Posttijd: 31 december 2021