Den syntetiska biologen Tom knight sa: "Det 21:a århundradet kommer att bli ingenjörsbiologins århundrade."Han är en av grundarna av syntetisk biologi och en av de fem grundarna av Ginkgo Bioworks, ett stjärnföretag inom syntetisk biologi.Bolaget noterades på New York-börsen den 18 september och dess värdering nådde 15 miljarder USD.
Tom Knights forskningsintressen har genomgått ett skifte från dator till biologi.Från gymnasietiden använde han sommarlovet till att studera dator och programmering på MIT, och tillbringade sedan även sina grund- och forskarnivåer vid MIT.
Tom Knight När han insåg att Moores lag förutspådde gränserna för mänsklig manipulation av kiselatomer, vände han sin uppmärksamhet mot levande varelser."Vi behöver ett annat sätt att placera atomer på rätt plats... Vilken är den mest komplexa kemin? Det är biokemi. Jag föreställer mig att man kan använda biomolekyler, till exempel proteiner, som kan självmontera och montera inom det intervall man behöver. kristallisation."
Att använda tekniskt kvantitativt och kvalitativt tänkande för att designa biologiska original har blivit en ny forskningsmetod.Syntetisk biologi är som ett språng i mänsklig kunskap.Som ett tvärvetenskapligt område inom teknik, datavetenskap, biologi, etc., har startåret för syntetisk biologi satts till 2000.
I två studier publicerade i år har idén om kretsdesign för biologer uppnått kontroll av genuttryck.
Forskare vid Boston University konstruerade en genväxelströmbrytare i E. coli.Denna modell använder bara två genmoduler.Genom att reglera yttre stimuli kan genuttryck slås på eller av.
Samma år använde forskare vid Princeton University tre genmoduler för att uppnå "oscillations"-lägesutgången i kretssignalen genom att använda den ömsesidiga hämningen och frisättningen av hämning mellan dem.
Genväxlingsdiagram
Cellverkstad
På mötet hörde jag folk prata om "konstgjort kött".
Efter datorkonferensmodellen, "okonferensen självorganiserad konferens" för fri kommunikation, dricker en del öl och chattar: Vilka framgångsrika produkter finns det inom "Synthetic Biology"?Någon nämnde det "konstgjorda köttet" under Impossible Food.
Impossible Food har aldrig kallat sig ett "syntetisk biologi"-företag, men kärnan som skiljer det från andra konstgjorda köttprodukter - hemoglobinet som gör att vegetariskt kött luktar unikt "kött" kommer från detta företag för cirka 20 år sedan.Av framväxande discipliner.
Tekniken som är involverad är att använda enkel genredigering för att tillåta jäst att producera "hemoglobin".För att tillämpa syntetisk biologis terminologi blir jäst en "cellfabrik" som producerar ämnen efter människors önskemål.
Vad är det som gör köttet så knallrött och har en speciell arom när det smakar?Impossible Food anses vara det rika "hemoglobinet" i kött.Hemoglobin finns i olika livsmedel, men halten är särskilt hög i djurmuskler.
Därför valdes hemoglobin av företagets grundare och biokemist Patrick O. Brown som "nyckelkryddat" för att simulera djurkött.Genom att extrahera denna "krydda" från växter, valde Brown sojabönor som är rika på hemoglobin vid sina rötter.
Den traditionella produktionsmetoden kräver direkt extraktion av "hemoglobin" från sojabönornas rötter.Ett kilo "hemoglobin" kräver 6 tunnland sojabönor.Växtutvinning är kostsamt och Impossible Food har utvecklat en ny metod: implantera genen som kan sammanställa hemoglobin till jäst, och allt eftersom jästen växer och replikerar kommer hemoglobinet att växa.För att använda en analogi är detta som att låta gåsen lägga ägg på mikroorganismernas skala.
Heme, som utvinns från växter, används i "konstgjorda kött" hamburgare
Ny teknik ökar produktionseffektiviteten samtidigt som de minskar de naturresurser som förbrukas av plantering.Eftersom de huvudsakliga produktionsmaterialen är jäst, socker och mineraler finns det inte mycket kemiskt avfall.Med tanke på det är det här verkligen en teknik som "gör framtiden bättre".
När folk pratar om den här tekniken känner jag att det här bara är en enkel teknik.I deras ögon finns det för många material som kan utformas från den genetiska nivån på detta sätt.Nedbrytbar plast, kryddor, nya läkemedel och vacciner, bekämpningsmedel för specifika sjukdomar, och till och med användningen av koldioxid för att syntetisera stärkelse... Jag började få konkreta föreställningar om möjligheterna med bioteknik.
Läs, skriv och modifiera gener
DNA bär all information om livet från källan, och det är också källan till tusentals livsdrag.
Nuförtiden kan människor enkelt läsa DNA-sekvenser och syntetisera DNA-sekvenser enligt design.På konferensen hörde jag folk prata om CRISPR-tekniken som vann 2020 års Nobelpris i kemi många gånger.Denna teknik, som kallas "Genetic Magic Scissor", kan lokalisera och klippa DNA exakt och därigenom realisera genredigering.
Baserat på denna genredigeringsteknik har många startup-företag vuxit fram.Vissa använder det för att lösa genterapi av svåra sjukdomar som cancer och genetiska sjukdomar, och vissa använder det för att odla organ för mänsklig transplantation och upptäcka sjukdomar.
En genredigeringsteknik har kommit in i kommersiella tillämpningar så snabbt att människor ser bioteknikens stora möjligheter.Ur perspektivet av bioteknikens utvecklingslogik, efter att läsning, syntes och redigering av genetiska sekvenser har mognat, är nästa steg naturligtvis att designa från den genetiska nivån för att producera material som uppfyller mänskliga behov.Syntetisk biologiteknik kan också förstås som nästa steg i utvecklingen av genteknologi.
Två forskare Emmanuelle Charpentier och Jennifer A. Doudna och vann 2020 års Nobelpris i kemi för CRISPR-teknik.
"Många människor har varit besatta av definitionen av syntetisk biologi... Den här typen av kollision har inträffat mellan ingenjörsvetenskap och biologi. Jag tror att allt som härrör från detta har börjat kallas syntetisk biologi."sa Tom Knight.
Genom att förlänga tidsskalan, sedan jordbrukssamhällets början, har människan genom lång korsning och selektion screenat och behållit de djur- och växtegenskaper de vill ha.Syntetisk biologi börjar direkt från den genetiska nivån för att generera de egenskaper som människor vill ha.Just nu har forskare använt CRISPR-teknik för att odla ris i laboratoriet.
En av arrangörerna av konferensen, Qiji-grundaren Lu Qi sa i öppningsvideon att bioteknik kan komma att medföra omfattande förändringar i världen precis som den tidigare internettekniken.Detta tycks bekräfta att Internet-VD:ar alla uttryckte intresse för biovetenskap när de sa upp sig.
Internet bigwigs är alla uppmärksamma.Kommer affärstrenden inom life science äntligen?
Tom Knight (först från vänster) och fyra andra Ginkgo Bioworks-grundare |Ginkgo Bioworks
Under lunchen fick jag höra en nyhet: Unilever sa den 2 september att man skulle investera 1 miljard euro för att fasa ut fossila bränslen i rena råvaror till 2030.
Inom 10 år kommer tvättmedel, tvättpulver och tvålprodukter som produceras av Procter & Gamble gradvis att anta växtråvaror eller kolavskiljningsteknik.Företaget avsatte också ytterligare 1 miljard euro för att inrätta en fond för att finansiera forskning om bioteknik, koldioxid och annan teknik för att minska koldioxidutsläppen.
Människorna som berättade den här nyheten, liksom jag som hörde nyheterna, blev lite förvånade över tidsgränsen på mindre än 10 år: Kommer teknologisk forskning och utveckling till massproduktion att bli fullt realiserad så snart?
Men jag hoppas att det går i uppfyllelse.
Posttid: 2021-12-31