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Il biologo sintetico Tom Knight ha dichiarato: "Il 21° secolo sarà il secolo della biologia ingegneristica".È uno dei fondatori della biologia sintetica e uno dei cinque fondatori di Ginkgo Bioworks, un'azienda leader nella biologia sintetica.La società è stata quotata alla Borsa di New York il 18 settembre e la sua valutazione ha raggiunto i 15 miliardi di dollari.
Gli interessi di ricerca di Tom Knight si sono spostati dal computer alla biologia.Dai tempi del liceo, ha usato le vacanze estive per studiare informatica e programmazione al MIT, e poi ha trascorso anche i suoi studi universitari e post-laurea al MIT.
Tom Knight Rendendosi conto che la legge di Moore prevedeva i limiti della manipolazione umana degli atomi di silicio, rivolse la sua attenzione agli esseri viventi.“Abbiamo bisogno di un modo diverso per mettere gli atomi al posto giusto... Qual è la chimica più complessa?È biochimica.Immagino che tu possa usare biomolecole, come le proteine, che possono autoassemblarsi e assemblarsi all'interno dell'intervallo di cui hai bisogno.cristallizzazione."
L'uso del pensiero ingegneristico quantitativo e qualitativo per progettare originali biologici è diventato un nuovo metodo di ricerca.La biologia sintetica è come un salto nella conoscenza umana.In quanto campo interdisciplinare di ingegneria, informatica, biologia, ecc., l'anno di inizio della biologia sintetica è stato fissato al 2000.
In due studi pubblicati quest'anno, l'idea della progettazione di circuiti per biologi ha raggiunto il controllo dell'espressione genica.
Gli scienziati della Boston University hanno costruito un interruttore a levetta genetica in E. coli.Questo modello utilizza solo due moduli genici.Regolando gli stimoli esterni, l'espressione genica può essere attivata o disattivata.
Nello stesso anno, gli scienziati dell'Università di Princeton hanno utilizzato tre moduli genici per ottenere l'uscita in modalità "oscillazione" nel segnale del circuito utilizzando l'inibizione reciproca e il rilascio dell'inibizione tra di loro.

Schema dell'interruttore a levetta del gene
Laboratorio cellulare
All'incontro ho sentito parlare di "carne artificiale".
Seguendo il modello della conferenza informatica, la "conferenza auto-organizzata senza conferenza" per la comunicazione libera, alcune persone bevono birra e chiacchierano: quali prodotti di successo ci sono in "Biologia sintetica"?Qualcuno ha menzionato la "carne artificiale" sotto Impossible Food.
Impossible Food non si è mai definita un'azienda di "biologia sintetica", ma il punto di forza che la distingue da altri prodotti a base di carne artificiale - l'emoglobina che rende la carne vegetariana l'odore unico di "carne" viene da questa azienda circa 20 anni fa.Delle discipline emergenti.
La tecnologia coinvolta consiste nell'utilizzare un semplice editing genetico per consentire al lievito di produrre "emoglobina".Per applicare la terminologia della biologia sintetica, il lievito diventa una “fabbrica cellulare” che produce sostanze secondo i desideri delle persone.
Cosa rende la carne così rossa brillante e ha un aroma speciale quando assaggia?Il cibo impossibile è considerato la ricca "emoglobina" nella carne.L'emoglobina si trova in vari alimenti, ma il contenuto è particolarmente elevato nei muscoli degli animali.
Pertanto, l'emoglobina è stata scelta dal fondatore e biochimico dell'azienda Patrick O. Brown come "condimento chiave" per simulare la carne animale.Estraendo questo “condimento” dalle piante, Brown ha scelto semi di soia ricchi di emoglobina alle radici.
Il metodo di produzione tradizionale richiede l'estrazione diretta di "emoglobina" dalle radici dei semi di soia.Un chilogrammo di "emoglobina" richiede 6 acri di semi di soia.L'estrazione delle piante è costosa e Impossible Food ha sviluppato un nuovo metodo: impiantare il gene che può compilare l'emoglobina nel lievito e, man mano che il lievito cresce e si replica, l'emoglobina crescerà.Per usare un'analogia, è come lasciare che un'oca deponga le uova sulla scala dei microrganismi.

L'eme, che viene estratto dalle piante, viene utilizzato negli hamburger di "carne artificiale".
Le nuove tecnologie aumentano l'efficienza produttiva riducendo al contempo le risorse naturali consumate dalla semina.Poiché i principali materiali di produzione sono lievito, zucchero e minerali, non ci sono molti rifiuti chimici.A pensarci bene, questa è davvero una tecnologia che “rende migliore il futuro”.
Quando le persone parlano di questa tecnologia, sento che questa è solo una semplice tecnologia.Ai loro occhi, ci sono troppi materiali che possono essere progettati a livello genetico in questo modo.Plastiche degradabili, spezie, nuovi farmaci e vaccini, pesticidi per malattie specifiche e persino l'uso dell'anidride carbonica per sintetizzare l'amido... Ho iniziato ad avere delle immaginazioni concrete sulle possibilità offerte dalla biotecnologia.
Leggere, scrivere e modificare i geni
Il DNA porta tutte le informazioni della vita dalla fonte, ed è anche la fonte di migliaia di tratti della vita.
Al giorno d'oggi, gli esseri umani possono facilmente leggere la sequenza del DNA e sintetizzare la sequenza del DNA secondo il progetto.Alla conferenza ho sentito parlare della tecnologia CRISPR che ha vinto molte volte il Premio Nobel per la Chimica 2020.Questa tecnologia, chiamata "Genetic Magic Scissor", può localizzare e tagliare con precisione il DNA, realizzando così l'editing genetico.
Sulla base di questa tecnologia di editing genetico, sono emerse molte startup.Alcuni lo usano per risolvere la terapia genica di malattie difficili come il cancro e le malattie genetiche, e alcuni lo usano per coltivare organi per trapianti umani e rilevare malattie.
Una tecnologia di editing genetico è entrata nelle applicazioni commerciali così rapidamente che la gente vede le grandi prospettive della biotecnologia.Dal punto di vista della logica di sviluppo della biotecnologia stessa, dopo che la lettura, la sintesi e l'editing delle sequenze genetiche sono maturate, la fase successiva è naturalmente quella di progettare dal livello genetico per produrre materiali che soddisfino i bisogni umani.La tecnologia della biologia sintetica può anche essere intesa come la fase successiva nello sviluppo della tecnologia genetica.
Due scienziate Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna e hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica 2020 per la tecnologia CRISPR
“Molte persone sono state ossessionate dalla definizione di biologia sintetica… Questo tipo di collisione si è verificata tra ingegneria e biologia.Penso che tutto ciò che risulta da questo abbia iniziato a essere chiamato biologia sintetica.disse Tom Knight.
Estendendo la scala temporale, sin dall'inizio della società agricola, gli esseri umani hanno vagliato e conservato i tratti animali e vegetali che desideravano attraverso lunghi incroci e selezioni.La biologia sintetica parte direttamente dal livello genetico per generare i tratti che gli umani desiderano.In questo momento, gli scienziati hanno utilizzato la tecnologia CRISPR per coltivare il riso in laboratorio.
Uno degli organizzatori della conferenza, il fondatore di Qiji, Lu Qi, ha dichiarato nel video di apertura che la biotecnologia può apportare grandi cambiamenti al mondo proprio come la precedente tecnologia Internet.Ciò sembra confermare che tutti i CEO di Internet hanno espresso interesse per le scienze della vita quando si sono dimessi.
I pezzi grossi di Internet stanno tutti prestando attenzione.La tendenza commerciale delle scienze della vita sta finalmente arrivando?
Tom Knight (primo da sinistra) e altri quattro fondatori di Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioworks
Durante il pranzo, ho sentito una notizia: Unilever ha dichiarato il 2 settembre che avrebbe investito 1 miliardo di euro per eliminare gradualmente i combustibili fossili in materie prime pulite entro il 2030.
Entro 10 anni, i detersivi per bucato, il detersivo in polvere e i prodotti a base di sapone prodotti da Procter & Gamble adotteranno gradualmente materie prime vegetali o tecnologia di cattura del carbonio.La società ha inoltre stanziato un altro miliardo di euro per istituire un fondo per finanziare la ricerca sulle biotecnologie, l'anidride carbonica e altre tecnologie per ridurre le emissioni di carbonio.
Le persone che mi hanno comunicato questa notizia, come me che ho sentito la notizia, sono rimaste un po' sorprese dal limite di tempo inferiore a 10 anni: la ricerca tecnologica e lo sviluppo della produzione di massa saranno pienamente realizzati così presto?
Ma spero che si avvererà.