أخبار

قال عالم الأحياء الاصطناعية توم نايت ، "سيكون القرن الحادي والعشرين قرن علم الأحياء الهندسي."وهو أحد مؤسسي البيولوجيا التركيبية وأحد المؤسسين الخمسة لشركة Ginkgo Bioworks ، وهي شركة رائدة في مجال البيولوجيا التركيبية.تم إدراج الشركة في بورصة نيويورك في 18 سبتمبر ، وبلغ تقييمها 15 مليار دولار أمريكي.
شهدت اهتمامات توم نايت البحثية تحولًا من الكمبيوتر إلى علم الأحياء.من وقت المدرسة الثانوية ، استخدم العطلة الصيفية لدراسة الكمبيوتر والبرمجة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ثم قضى أيضًا مستويات البكالوريوس والدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
أدرك توم نايت أن قانون مور تنبأ بحدود التلاعب البشري بذرات السيليكون ، فوجه انتباهه إلى الكائنات الحية."نحن بحاجة إلى طريقة مختلفة لوضع الذرات في المكان المناسب ... ما هي الكيمياء الأكثر تعقيدًا؟إنها الكيمياء الحيوية.أتخيل أنه يمكنك استخدام الجزيئات الحيوية ، مثل البروتينات ، والتي يمكن أن تتجمع وتتجمع ذاتيًا ضمن النطاق الذي تحتاجه.بلورة."
أصبح استخدام التفكير الهندسي الكمي والنوعي لتصميم أصول بيولوجية طريقة بحث جديدة.تعتبر البيولوجيا التركيبية بمثابة قفزة في المعرفة البشرية.كمجال متعدد التخصصات في الهندسة ، وعلوم الكمبيوتر ، وعلم الأحياء ، وما إلى ذلك ، تم تحديد عام بداية البيولوجيا التركيبية على أنها 2000.
في دراستين تم نشرهما هذا العام ، حققت فكرة تصميم الدوائر لعلماء الأحياء السيطرة على التعبير الجيني.
أنشأ العلماء في جامعة بوسطن مفتاح تبديل الجينات في الإشريكية القولونية.يستخدم هذا النموذج وحدتين جينيتين فقط.من خلال تنظيم المحفزات الخارجية ، يمكن تشغيل أو إيقاف التعبير الجيني.
في نفس العام ، استخدم العلماء في جامعة برينستون ثلاث وحدات جينية لتحقيق خرج وضع "التذبذب" في إشارة الدائرة باستخدام التثبيط المتبادل وإطلاق التثبيط بينهما.

الجينات تبديل الرسم التخطيطي
ورشة الخلية
في الاجتماع ، سمعت أشخاصًا يتحدثون عن "اللحوم الاصطناعية".
باتباع نموذج مؤتمر الكمبيوتر ، "مؤتمر اللامؤتمرات المنظم ذاتيًا" للاتصال المجاني ، يشرب بعض الأشخاص البيرة ويدردشون: ما هي المنتجات الناجحة الموجودة في "علم الأحياء التركيبي"؟ذكر أحدهم "اللحوم الاصطناعية" تحت الغذاء المستحيل.
لم تطلق شركة Impossible Food على نفسها اسم شركة "بيولوجيا اصطناعية" ، ولكن نقطة البيع الأساسية التي تميزها عن غيرها من منتجات اللحوم الاصطناعية - الهيموغلوبين الذي يجعل اللحوم النباتية رائحة فريدة من نوعها "اللحوم" تأتي من هذه الشركة منذ حوالي 20 عامًا.من التخصصات الناشئة.
التكنولوجيا المستخدمة هي استخدام تعديل الجينات البسيط للسماح للخميرة بإنتاج "الهيموجلوبين".لتطبيق مصطلحات البيولوجيا التركيبية ، تصبح الخميرة "مصنعًا خلويًا" ينتج المواد وفقًا لرغبات الناس.
ما الذي يجعل اللحم شديد الاحمرار وله رائحة خاصة عندما يتذوق؟يعتبر الغذاء المستحيل هو "الهيموجلوبين" الغني باللحوم.يوجد الهيموجلوبين في الأطعمة المختلفة ، لكن محتواه مرتفع بشكل خاص في عضلات الحيوانات.
لذلك ، تم اختيار الهيموغلوبين من قبل مؤسس الشركة وعالم الكيمياء الحيوية باتريك أو.براون باعتباره "البهارات الرئيسية" لمحاكاة لحوم الحيوانات.من خلال استخلاص هذا "التوابل" من النباتات ، اختار براون فول الصويا الغني بالهيموغلوبين في جذورها.
تتطلب طريقة الإنتاج التقليدية استخراج "الهيموجلوبين" من جذور فول الصويا.كيلوغرام واحد من "الهيموجلوبين" يتطلب 6 أفدنة من فول الصويا.استخراج النبات مكلف ، وقد طورت شركة Impossible Food طريقة جديدة: زرع الجين الذي يمكنه تجميع الهيموغلوبين في الخميرة ، ومع نمو الخميرة وتكاثرها ، سينمو الهيموغلوبين.لاستخدام القياس ، هذا مثل ترك الإوزة تضع بيضها على مقياس الكائنات الحية الدقيقة.

يستخدم Heme ، الذي يستخرج من النباتات ، في البرغر "اللحوم الاصطناعية"
تعمل التقنيات الجديدة على زيادة كفاءة الإنتاج مع تقليل الموارد الطبيعية التي تستهلكها الزراعة.نظرًا لأن مواد الإنتاج الرئيسية هي الخميرة والسكر والمعادن ، فلا يوجد الكثير من النفايات الكيميائية.بالتفكير في الأمر ، هذه حقًا تقنية "تجعل المستقبل أفضل".
عندما يتحدث الناس عن هذه التكنولوجيا ، أشعر أنها مجرد تقنية بسيطة.في عيونهم ، هناك الكثير من المواد التي يمكن تصميمها من المستوى الجيني بهذه الطريقة.المواد البلاستيكية القابلة للتحلل ، والتوابل ، والأدوية واللقاحات الجديدة ، ومبيدات الآفات لأمراض معينة ، وحتى استخدام ثاني أكسيد الكربون لتركيب النشا ... بدأت في الحصول على بعض التخيلات الملموسة حول الإمكانيات التي توفرها التكنولوجيا الحيوية.
قراءة وكتابة وتعديل الجينات
يحمل الحمض النووي جميع معلومات الحياة من المصدر ، وهو أيضًا مصدر آلاف سمات الحياة.
في الوقت الحاضر ، يمكن للبشر قراءة تسلسل الحمض النووي بسهولة وتوليف تسلسل الحمض النووي وفقًا للتصميم.في المؤتمر ، سمعت أشخاصًا يتحدثون عن تقنية كريسبر التي فازت عدة مرات بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020.يمكن لهذه التقنية ، المسماة "Genetic Magic Scissor" ، تحديد موقع الحمض النووي وقطعه بدقة ، وبالتالي تحقيق تحرير الجينات.
بناءً على تقنية التحرير الجيني هذه ، ظهرت العديد من الشركات الناشئة.يستخدمه البعض لحل العلاج الجيني للأمراض الصعبة مثل السرطان والأمراض الوراثية ، والبعض يستخدمه لزراعة الأعضاء لزرع الإنسان والكشف عن الأمراض.
دخلت تقنية تحرير الجينات التطبيقات التجارية بسرعة كبيرة لدرجة أن الناس يرون الآفاق العظيمة للتكنولوجيا الحيوية.من منظور منطق تطوير التكنولوجيا الحيوية نفسها ، بعد نضوج قراءة وتوليف وتحرير التسلسلات الجينية ، فإن المرحلة التالية هي بشكل طبيعي التصميم من المستوى الجيني لإنتاج المواد التي تلبي احتياجات الإنسان.يمكن أيضًا فهم تقنية البيولوجيا التركيبية على أنها المرحلة التالية في تطوير تكنولوجيا الجينات.
فاز العالمان إيمانويل شاربنتير وجنيفر أ.دودنا بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020 عن تقنية كريسبر.
"لقد كان الكثير من الناس مهووسين بتعريف البيولوجيا التركيبية ... لقد حدث هذا النوع من الاصطدام بين الهندسة وعلم الأحياء.أعتقد أن أي شيء ينتج عن هذا بدأ يطلق عليه اسم البيولوجيا التركيبية ".قال توم نايت.
لتوسيع النطاق الزمني ، منذ بداية المجتمع الزراعي ، قام البشر بفحص والاحتفاظ بالسمات الحيوانية والنباتية التي يريدونها من خلال التهجين والاختيار الطويل.تبدأ البيولوجيا التركيبية مباشرة من المستوى الجيني لتوليد السمات التي يريدها البشر.في الوقت الحالي ، استخدم العلماء تقنية كريسبر لزراعة الأرز في المختبر.
قال مؤسس Qiji Lu Qi ، أحد منظمي المؤتمر ، في الفيديو الافتتاحي إن التكنولوجيا الحيوية قد تحدث تغييرات واسعة في العالم تمامًا مثل تقنية الإنترنت السابقة.يبدو أن هذا يؤكد أن الرؤساء التنفيذيين للإنترنت عبروا جميعًا عن اهتمامهم بعلوم الحياة عندما استقالوا.
كبار الشخصيات على الإنترنت يهتمون جميعًا.هل اتجاه الأعمال لعلوم الحياة آتٍ أخيرًا؟
توم نايت (الأول من اليسار) وأربعة آخرين من مؤسسي شركة Ginkgo Bioworks |الجنكة Bioworks
أثناء الغداء ، سمعت خبرًا: قالت شركة Unilever في 2 سبتمبر إنها ستستثمر مليار يورو للتخلص التدريجي من الوقود الأحفوري في المواد الخام للمنتجات النظيفة بحلول عام 2030.
في غضون 10 سنوات ، ستعتمد منتجات منظفات الغسيل ومسحوق الغسيل ومنتجات الصابون التي تنتجها شركة Procter & Gamble تدريجياً المواد الخام النباتية أو تقنية احتجاز الكربون.كما خصصت الشركة مليار يورو أخرى لإنشاء صندوق لتمويل الأبحاث في مجال التكنولوجيا الحيوية وثاني أكسيد الكربون وتقنيات أخرى للحد من انبعاثات الكربون.
الأشخاص الذين أخبروني بهذه الأخبار ، مثلي الذين سمعوا الأخبار ، فوجئوا قليلاً بالحد الزمني الذي يقل عن 10 سنوات: هل سيتم تحقيق البحث التكنولوجي وتطوير الإنتاج بشكل كامل قريبًا؟
لكن آمل أن يتحقق ذلك.