Dywedodd y biolegydd synthetig Tom Knight, "Yr 21ain ganrif fydd canrif bioleg peirianneg." Mae'n un o sylfaenwyr bioleg synthetig ac yn un o bum sylfaenydd Ginkgo Bioworks, cwmni seren mewn bioleg synthetig. Rhestrwyd y cwmni ar Gyfnewidfa Stoc Efrog Newydd ar Fedi 18, a chyrhaeddodd ei brisiad US$15 biliwn.
Mae diddordebau ymchwil Tom Knight wedi newid o gyfrifiadura i fioleg. O gyfnod yr ysgol uwchradd, defnyddiodd wyliau'r haf i astudio cyfrifiadura a rhaglennu yn MIT, ac yna treuliodd ei lefelau israddedig ac ôl-raddedig yn MIT hefyd.
Gan sylweddoli bod Cyfraith Moore wedi rhagweld terfynau trin atomau silicon gan ddyn, trodd ei sylw at bethau byw. "Mae angen ffordd wahanol arnom o roi atomau yn y lle iawn… Beth yw'r cemeg fwyaf cymhleth? Biocemeg ydyw. Rwy'n dychmygu y gallwch ddefnyddio biofoleciwlau, fel proteinau, a all hunan-ymgynnull a chydosod o fewn yr ystod sydd ei hangen arnoch. crisialu."
Mae defnyddio meddwl meintiol ac ansoddol peirianneg i ddylunio gwreiddiolion biolegol wedi dod yn ddull ymchwil newydd. Mae bioleg synthetig fel naid yng ngwybodaeth ddynol. Fel maes rhyngddisgyblaethol o beirianneg, cyfrifiadureg, bioleg, ac ati, mae blwyddyn gychwyn bioleg synthetig wedi'i gosod fel 2000.
Mewn dwy astudiaeth a gyhoeddwyd eleni, mae'r syniad o ddylunio cylchedau ar gyfer biolegwyr wedi cyflawni rheolaeth ar fynegiant genynnau.
Adeiladodd gwyddonwyr ym Mhrifysgol Boston switsh togl genynnau yn E. coli. Dim ond dau fodiwl genynnau y mae'r model hwn yn eu defnyddio. Drwy reoleiddio ysgogiadau allanol, gellir troi mynegiant genynnau ymlaen neu i ffwrdd.
Yn yr un flwyddyn, defnyddiodd gwyddonwyr ym Mhrifysgol Princeton dri modiwl genynnau i gyflawni'r allbwn modd "osgiliad" yn y signal cylched trwy ddefnyddio'r ataliad cydfuddiannol a rhyddhau ataliad rhyngddynt.
Diagram switsh togl genynnau
Gweithdy Celloedd
Yn y cyfarfod, clywais bobl yn siarad am "gig artiffisial".
Gan ddilyn y model cynhadledd gyfrifiadurol, y "gynhadledd hunan-drefnus anghynhadledd" ar gyfer cyfathrebu rhydd, mae rhai pobl yn yfed cwrw ac yn sgwrsio: Pa gynhyrchion llwyddiannus sydd yna yn "Bioleg Synthetig"? Soniodd rhywun am y "cig artiffisial" o dan Fwyd Amhosib.
Nid yw Impossible Food erioed wedi galw ei hun yn gwmni "bioleg synthetig", ond y pwynt gwerthu craidd sy'n ei wahaniaethu oddi wrth gynhyrchion cig artiffisial eraill - yr haemoglobin sy'n gwneud i gig llysieuol arogli'n "gig" unigryw - daw o'r cwmni hwn tua 20 mlynedd yn ôl. O ddisgyblaethau sy'n dod i'r amlwg.
Y dechnoleg dan sylw yw defnyddio golygu genynnau syml i ganiatáu i furum gynhyrchu "hemoglobin." I gymhwyso terminoleg bioleg synthetig, mae burum yn dod yn "ffatri gelloedd" sy'n cynhyrchu sylweddau yn ôl dymuniadau pobl.
Beth sy'n gwneud y cig mor goch llachar ac sydd ag arogl arbennig pan fydd yn blasu? Ystyrir Impossible Food fel yr "hemoglobin" cyfoethog mewn cig. Mae hemoglobin i'w gael mewn amrywiol fwydydd, ond mae'r cynnwys yn arbennig o uchel mewn cyhyrau anifeiliaid.
Felly, dewiswyd haemoglobin gan sylfaenydd a biocemegydd y cwmni, Patrick O. Brown, fel y "sesnin allweddol" ar gyfer efelychu cig anifeiliaid. Gan echdynnu'r "sesnin" hwn o blanhigion, dewisodd Brown ffa soia sy'n gyfoethog mewn haemoglobin wrth eu gwreiddiau.
Mae'r dull cynhyrchu traddodiadol yn gofyn am echdynnu "hemoglobin" yn uniongyrchol o wreiddiau ffa soia. Mae un cilogram o "hemoglobin" yn gofyn am 6 erw o ffa soia. Mae echdynnu planhigion yn gostus, ac mae Impossible Food wedi datblygu dull newydd: mewnblannu'r genyn a all lunio hemoglobin mewn burum, ac wrth i'r burum dyfu ac atgynhyrchu, bydd hemoglobin yn tyfu. I ddefnyddio cyfatebiaeth, mae hyn fel gadael i wydd ddodwy wyau ar raddfa micro-organebau.
Defnyddir heme, sy'n cael ei dynnu o blanhigion, mewn byrgyrs "cig artiffisial".
Mae technolegau newydd yn cynyddu effeithlonrwydd cynhyrchu wrth leihau'r adnoddau naturiol a ddefnyddir gan blannu. Gan mai burum, siwgr a mwynau yw'r prif ddeunyddiau cynhyrchu, nid oes llawer o wastraff cemegol. Wrth feddwl amdano, mae hon yn dechnoleg sy'n "gwneud y dyfodol yn well" mewn gwirionedd.
Pan fydd pobl yn siarad am y dechnoleg hon, rwy'n teimlo mai dim ond technoleg syml yw hon. Yn eu golwg nhw, mae gormod o ddefnyddiau y gellir eu dylunio o'r lefel enetig yn y ffordd hon. Plastigau diraddadwy, sbeisys, cyffuriau a brechlynnau newydd, plaladdwyr ar gyfer clefydau penodol, a hyd yn oed defnyddio carbon deuocsid i syntheseiddio startsh… Dechreuais gael rhywfaint o ddychymyg pendant am y posibiliadau a ddaw yn sgil biodechnoleg.
Darllen, ysgrifennu ac addasu genynnau
Mae DNA yn cario holl wybodaeth bywyd o'r ffynhonnell, ac mae hefyd yn ffynhonnell miloedd o nodweddion bywyd.
Y dyddiau hyn, gall bodau dynol ddarllen dilyniant DNA yn hawdd a syntheseiddio dilyniant DNA yn ôl y dyluniad. Yn y gynhadledd, clywais bobl yn siarad am y dechnoleg CRISPR a enillodd Wobr Nobel Cemeg 2020 sawl gwaith. Gall y dechnoleg hon, o'r enw "Siswrn Hud Genetig", leoli a thorri DNA yn gywir, a thrwy hynny wireddu golygu genynnau.
Yn seiliedig ar y dechnoleg golygu genynnau hon, mae llawer o gwmnïau newydd wedi dod i'r amlwg. Mae rhai yn ei defnyddio i ddatrys therapi genynnau clefydau anodd fel canser a chlefydau genetig, ac mae rhai yn ei defnyddio i feithrin organau ar gyfer trawsblannu dynol a chanfod clefydau.
Mae technoleg golygu genynnau wedi dod i mewn i gymwysiadau masnachol mor gyflym nes bod pobl yn gweld rhagolygon gwych biodechnoleg. O safbwynt rhesymeg datblygu biodechnoleg ei hun, ar ôl i ddarllen, synthesis a golygu dilyniannau genetig aeddfedu, y cam nesaf, wrth gwrs, yw dylunio o'r lefel enetig i gynhyrchu deunyddiau sy'n diwallu anghenion dynol. Gellir deall technoleg bioleg synthetig hefyd fel y cam nesaf yn natblygiad technoleg genynnau.
Enillodd dau wyddonydd, Emmanuelle Charpentier a Jennifer A. Doudna, Wobr Nobel mewn Cemeg 2020 am dechnoleg CRISPR.
"Mae llawer o bobl wedi bod yn obsesiynol gyda'r diffiniad o fioleg synthetig… Mae'r math hwn o wrthdrawiad wedi digwydd rhwng peirianneg a bioleg. Dw i'n meddwl bod unrhyw beth sy'n deillio o hyn wedi dechrau cael ei alw'n fioleg synthetig." meddai Tom Knight.
Gan ymestyn yr amserlen, ers dechrau cymdeithas amaethyddol, mae bodau dynol wedi sgrinio a chadw'r nodweddion anifeiliaid a phlanhigion y maent eu heisiau trwy groesfridio a dethol hir. Mae bioleg synthetig yn dechrau'n uniongyrchol o'r lefel enetig i gynhyrchu'r nodweddion y mae bodau dynol eu heisiau. Ar hyn o bryd, mae gwyddonwyr wedi defnyddio technoleg CRISPR i dyfu reis yn y labordy.
Dywedodd un o drefnwyr y gynhadledd, Sylfaenydd Qiji, Lu Qi, yn y fideo agoriadol y gallai biodechnoleg ddod â newidiadau helaeth i'r byd yn union fel technoleg y Rhyngrwyd flaenorol. Mae hyn i'w weld yn cadarnhau bod Prif Swyddogion Gweithredol y Rhyngrwyd i gyd wedi mynegi diddordeb mewn gwyddorau bywyd pan ymddiswyddasant.
Mae mawrion y rhyngrwyd i gyd yn talu sylw. A yw tuedd fusnes gwyddor bywyd o'r diwedd yn dod?
Tom Knight (y cyntaf o'r chwith) a phedwar sylfaenydd Ginkgo Bioworks arall | Ginkgo Bioworks
Yn ystod cinio, clywais ddarn o newyddion: dywedodd Unilever ar 2 Medi y byddai'n buddsoddi 1 biliwn ewro i ddileu tanwydd ffosil mewn deunyddiau crai cynnyrch glân erbyn 2030.
O fewn 10 mlynedd, bydd y cynhyrchion glanedydd dillad, powdr golchi a sebon a gynhyrchir gan Procter & Gamble yn mabwysiadu deunyddiau crai planhigion neu dechnoleg dal carbon yn raddol. Hefyd, neilltuodd y cwmni 1 biliwn ewro arall i sefydlu cronfa i ariannu ymchwil ar fiodechnoleg, carbon deuocsid a thechnolegau eraill i leihau allyriadau carbon.
Roedd y bobl a ddywedodd y newyddion hyn wrthyf, fel fi a glywodd y newyddion, braidd yn synnu at y terfyn amser o lai na 10 mlynedd: A fydd ymchwil a datblygu technoleg i gynhyrchu màs yn cael ei wireddu'n llawn mor fuan?
Ond rwy'n gobeithio y bydd yn dod yn wir.
Amser postio: 31 Rhagfyr 2021