El biólogo sintético Tom Knight dijo: "El siglo XXI será el siglo de la ingeniería biológica".Es uno de los fundadores de la biología sintética y uno de los cinco fundadores de Ginkgo Bioworks, empresa estrella de la biología sintética.La empresa cotizó en la Bolsa de Valores de Nueva York el 18 de septiembre y su valoración alcanzó los 15.000 millones de dólares.
Los intereses de investigación de Tom Knight han pasado de la informática a la biología.Desde la escuela secundaria, aprovechó las vacaciones de verano para estudiar informática y programación en el MIT, y luego también pasó sus niveles de pregrado y posgrado en el MIT.
Tom Knight Al darse cuenta de que la Ley de Moore predecía los límites de la manipulación humana de los átomos de silicio, centró su atención en los seres vivos."Necesitamos una forma diferente de colocar los átomos en el lugar correcto... ¿Cuál es la química más compleja? Es la bioquímica. Me imagino que se pueden utilizar biomoléculas, como las proteínas, que pueden autoensamblarse y ensamblarse dentro del rango necesario. cristalización."
El uso del pensamiento cuantitativo y cualitativo de ingeniería para diseñar originales biológicos se ha convertido en un nuevo método de investigación.La biología sintética es como un salto en el conocimiento humano.Como campo interdisciplinario de ingeniería, informática, biología, etc., el año de inicio de la biología sintética se ha fijado en el año 2000.
En dos estudios publicados este año, la idea del diseño de circuitos para biólogos ha logrado el control de la expresión genética.
Los científicos de la Universidad de Boston construyeron un interruptor genético en E. coli.Este modelo sólo utiliza dos módulos genéticos.Al regular los estímulos externos, la expresión genética se puede activar o desactivar.
Ese mismo año, los científicos de la Universidad de Princeton utilizaron tres módulos genéticos para lograr la salida del modo de "oscilación" en la señal del circuito mediante la inhibición mutua y la liberación de inhibición entre ellos.
Diagrama del interruptor de palanca genética
Taller celular
En la reunión escuché a la gente hablar de "carne artificial".
Siguiendo el modelo de conferencia por ordenador, la "conferencia autoorganizada sin conferencia" para la comunicación libre, algunas personas beben cerveza y charlan: ¿Qué productos de éxito existen en la "Biología sintética"?Alguien mencionó la "carne artificial" en Impossible Food.
Impossible Food nunca se ha llamado a sí misma una empresa de "biología sintética", pero el punto de venta principal que la distingue de otros productos cárnicos artificiales: la hemoglobina que hace que la carne vegetariana huela a "carne" única proviene de esta empresa hace unos 20 años.De disciplinas emergentes.
La tecnología involucrada consiste en utilizar una edición genética simple para permitir que la levadura produzca "hemoglobina".Para aplicar la terminología de la biología sintética, la levadura se convierte en una "fábrica de células" que produce sustancias según los deseos de las personas.
¿Qué hace que la carne sea de un color rojo tan brillante y tenga un aroma especial al probarla?Se considera que la comida imposible es la rica "hemoglobina" de la carne.La hemoglobina se encuentra en diversos alimentos, pero su contenido es especialmente elevado en los músculos de los animales.
Por ello, el fundador y bioquímico de la empresa, Patrick O. Brown, eligió la hemoglobina como "condimento clave" para simular la carne animal.Al extraer este "condimento" de las plantas, Brown eligió soja que es rica en hemoglobina en sus raíces.
El método de producción tradicional requiere la extracción directa de "hemoglobina" de las raíces de la soja.Un kilogramo de "hemoglobina" requiere 6 acres de soja.La extracción de plantas es costosa y Impossible Food ha desarrollado un nuevo método: implantar el gen que puede compilar la hemoglobina en la levadura y, a medida que la levadura crece y se replica, la hemoglobina crecerá.Para usar una analogía, esto es como dejar que la gallina ponga huevos en la escala de los microorganismos.
El hemo, que se extrae de las plantas, se utiliza en hamburguesas de "carne artificial"
Las nuevas tecnologías aumentan la eficiencia de la producción al tiempo que reducen los recursos naturales consumidos por la plantación.Dado que los principales materiales de producción son la levadura, el azúcar y los minerales, no hay muchos desechos químicos.Pensándolo bien, esta es realmente una tecnología que "mejora el futuro".
Cuando la gente habla de esta tecnología, siento que es simplemente una tecnología simple.En su opinión, hay demasiados materiales que pueden diseñarse desde el nivel genético de esta manera.Plásticos degradables, especias, nuevos medicamentos y vacunas, pesticidas para enfermedades específicas e incluso el uso de dióxido de carbono para sintetizar almidón... Empecé a tener algunas imaginaciones concretas sobre las posibilidades que ofrece la biotecnología.
Leer, escribir y modificar genes.
El ADN transporta toda la información de la vida desde la fuente y también es la fuente de miles de rasgos de la vida.
Hoy en día, los seres humanos pueden leer fácilmente la secuencia de ADN y sintetizarla según el diseño.En la conferencia, escuché a la gente hablar muchas veces sobre la tecnología CRISPR que ganó el Premio Nobel de Química 2020.Esta tecnología, llamada "Tijera mágica genética", puede localizar y cortar con precisión el ADN, realizando así la edición de genes.
Sobre la base de esta tecnología de edición de genes, han surgido muchas empresas emergentes.Algunos lo utilizan para resolver la terapia genética de enfermedades difíciles como el cáncer y las enfermedades genéticas, y otros lo utilizan para cultivar órganos para trasplantes humanos y detectar enfermedades.
Una tecnología de edición genética ha entrado en aplicaciones comerciales tan rápidamente que la gente ve las grandes perspectivas de la biotecnología.Desde la perspectiva de la lógica de desarrollo de la propia biotecnología, una vez madurada la lectura, síntesis y edición de secuencias genéticas, la siguiente etapa es, naturalmente, diseñar desde el nivel genético para producir materiales que satisfagan las necesidades humanas.La tecnología de la biología sintética también puede entenderse como la siguiente etapa en el desarrollo de la tecnología genética.
Dos científicas, Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna, ganaron el Premio Nobel de Química 2020 por la tecnología CRISPR.
"Mucha gente ha estado obsesionada con la definición de biología sintética... Este tipo de colisión ha ocurrido entre la ingeniería y la biología. Creo que cualquier resultado de esto ha comenzado a denominarse biología sintética".dijo Tom Knight.
Ampliando la escala temporal, desde el comienzo de la sociedad agrícola, los humanos han seleccionado y retenido los rasgos animales y vegetales que desean a través de largos cruces y selecciones.La biología sintética parte directamente del nivel genético para generar los rasgos que los humanos desean.Actualmente, los científicos han utilizado la tecnología CRISPR para cultivar arroz en el laboratorio.
Uno de los organizadores de la conferencia, el fundador de Qiji, Lu Qi, dijo en el vídeo de apertura que la biotecnología puede traer grandes cambios al mundo, al igual que la anterior tecnología de Internet.Esto parece confirmar que todos los directores ejecutivos de Internet expresaron interés en las ciencias biológicas cuando renunciaron.
Todos los peces gordos de Internet están prestando atención.¿Está finalmente llegando la tendencia empresarial de las ciencias biológicas?
Tom Knight (primero desde la izquierda) y otros cuatro fundadores de Ginkgo Bioworks |Biotrabajos de Ginkgo
Durante el almuerzo escuché una noticia: Unilever anunció el 2 de septiembre que invertiría mil millones de euros para eliminar progresivamente los combustibles fósiles en materias primas limpias hasta 2030.
Dentro de 10 años, los detergentes para ropa, el detergente en polvo y los productos de jabón producidos por Procter & Gamble adoptarán gradualmente materias primas vegetales o tecnología de captura de carbono.La empresa también reservó otros mil millones de euros para crear un fondo destinado a financiar investigaciones sobre biotecnología, dióxido de carbono y otras tecnologías para reducir las emisiones de carbono.
Las personas que me contaron esta noticia, al igual que yo que la escuché, se sorprendieron un poco por el límite de tiempo de menos de 10 años: ¿Se realizará plenamente la investigación y el desarrollo de tecnología para la producción en masa tan pronto?
Pero espero que se haga realidad.
Hora de publicación: 31-dic-2021