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O biólogo sintético Tom knight disse: “O século 21 será o século da biologia de engenharia”.Ele é um dos fundadores da biologia sintética e um dos cinco fundadores da Ginkgo Bioworks, uma empresa estrela em biologia sintética.A empresa foi listada na Bolsa de Valores de Nova York em 18 de setembro e sua avaliação atingiu US$ 15 bilhões.
Os interesses de pesquisa de Tom Knight mudaram do computador para a biologia.Desde o ensino médio, ele usou as férias de verão para estudar computação e programação no MIT, e também passou seus níveis de graduação e pós-graduação no MIT.
Tom Knight Percebendo que a Lei de Moore previa os limites da manipulação humana dos átomos de silício, ele voltou sua atenção para os seres vivos.“Precisamos de uma maneira diferente de colocar os átomos no lugar certo… Qual é a química mais complexa?É bioquímica.Imagino que você possa usar biomoléculas, como proteínas, que podem se automontar e montar dentro do intervalo que você precisa.cristalização."
Usar o pensamento quantitativo e qualitativo da engenharia para projetar originais biológicos tornou-se um novo método de pesquisa.A biologia sintética é como um salto no conhecimento humano.Como um campo interdisciplinar de engenharia, ciência da computação, biologia, etc., o ano de início da biologia sintética foi definido como 2000.
Em dois estudos publicados este ano, a ideia do projeto de circuitos para biólogos conseguiu o controle da expressão gênica.
Cientistas da Universidade de Boston construíram uma chave seletora de genes em E. coli.Este modelo usa apenas dois módulos de genes.Ao regular os estímulos externos, a expressão gênica pode ser ativada ou desativada.
No mesmo ano, cientistas da Universidade de Princeton usaram três módulos de genes para obter a saída do modo de “oscilação” no sinal do circuito usando a inibição mútua e a liberação da inibição entre eles.

Diagrama do interruptor de alternância do gene
Oficina de Células
Na reunião, ouvi pessoas falarem sobre “carne artificial”.
Seguindo o modelo da conferência por computador, a “conferência auto-organizada não-conferencia” para comunicação livre, algumas pessoas bebem cerveja e conversam: Que produtos de sucesso existem na “Biologia Sintética”?Alguém mencionou a “carne artificial” em Comida Impossível.
A Impossible Food nunca se autodenominou uma empresa de “biologia sintética”, mas o principal ponto de venda que a distingue de outros produtos de carne artificial - a hemoglobina que faz com que a carne vegetariana tenha um cheiro único de “carne” vem dessa empresa há cerca de 20 anos.Das disciplinas emergentes.
A tecnologia envolvida é usar edição genética simples para permitir que a levedura produza “hemoglobina”.Para aplicar a terminologia da biologia sintética, a levedura se torna uma “fábrica de células” que produz substâncias de acordo com a vontade das pessoas.
O que torna a carne tão vermelha e tem um aroma especial quando saboreada?A Comida Impossível é considerada a rica “hemoglobina” da carne.A hemoglobina é encontrada em vários alimentos, mas o conteúdo é particularmente alto nos músculos dos animais.
Portanto, a hemoglobina foi escolhida pelo fundador e bioquímico da empresa, Patrick O. Brown, como o “condimento chave” para simular a carne animal.Extraindo esse “tempero” das plantas, Brown escolheu soja rica em hemoglobina em suas raízes.
O método de produção tradicional requer extração direta de “hemoglobina” das raízes da soja.Um quilo de “hemoglobina” requer 6 acres de soja.A extração de plantas é cara e a Impossible Food desenvolveu um novo método: implantar o gene que pode compilar a hemoglobina na levedura e, à medida que a levedura cresce e se replica, a hemoglobina cresce.Para usar uma analogia, é como deixar ganso botar ovos na escala de microorganismos.

Heme, extraído de plantas, é usado em hambúrgueres de “carne artificial”
Novas tecnologias aumentam a eficiência da produção e reduzem os recursos naturais consumidos pelo plantio.Como os principais materiais de produção são fermento, açúcar e minerais, não há muitos resíduos químicos.Pensando nisso, essa é mesmo uma tecnologia que “torna o futuro melhor”.
Quando as pessoas falam sobre essa tecnologia, sinto que é apenas uma tecnologia simples.Aos olhos deles, existem muitos materiais que podem ser projetados a partir do nível genético dessa maneira.Plásticos degradáveis, temperos, novas drogas e vacinas, pesticidas para doenças específicas e até o uso de dióxido de carbono para sintetizar amido... Comecei a ter algumas imaginações concretas sobre as possibilidades trazidas pela biotecnologia.
Ler, escrever e modificar genes
O DNA carrega toda a informação da vida desde a fonte, e também é a fonte de milhares de características da vida.
Hoje em dia, os seres humanos podem ler facilmente a sequência de DNA e sintetizar a sequência de DNA de acordo com o projeto.Na conferência, ouvi pessoas falarem sobre a tecnologia CRISPR que ganhou o Prêmio Nobel de Química de 2020 várias vezes.Essa tecnologia, chamada “Genetic Magic Scissor”, pode localizar e cortar o DNA com precisão, realizando assim a edição genética.
Com base nessa tecnologia de edição de genes, muitas empresas iniciantes surgiram.Alguns o usam para resolver a terapia genética de doenças difíceis, como câncer e doenças genéticas, e alguns o usam para cultivar órgãos para transplante humano e detectar doenças.
Uma tecnologia de edição de genes entrou em aplicações comerciais tão rapidamente que as pessoas veem as grandes perspectivas da biotecnologia.Do ponto de vista da lógica de desenvolvimento da própria biotecnologia, após o amadurecimento da leitura, síntese e edição das sequências genéticas, a próxima etapa é naturalmente projetar desde o nível genético para produzir materiais que atendam às necessidades humanas.A tecnologia da biologia sintética também pode ser entendida como o próximo estágio no desenvolvimento da tecnologia genética.
Duas cientistas Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna ganharam o Prêmio Nobel de Química de 2020 pela tecnologia CRISPR
“Muitas pessoas ficaram obcecadas com a definição de biologia sintética… Esse tipo de colisão ocorreu entre engenharia e biologia.Acho que tudo o que resulta disso começou a ser chamado de biologia sintética”.disse Tom Knight.
Estendendo a escala de tempo, desde o início da sociedade agrícola, os humanos selecionaram e retiveram as características de animais e plantas que desejavam por meio de longos cruzamentos e seleção.A biologia sintética parte diretamente do nível genético para gerar as características que os humanos desejam.No momento, os cientistas usaram a tecnologia CRISPR para cultivar arroz em laboratório.
Um dos organizadores da conferência, o fundador da Qiji, Lu Qi, disse no vídeo de abertura que a biotecnologia pode trazer grandes mudanças para o mundo, assim como a tecnologia anterior da Internet.Isso parece confirmar que todos os CEOs da Internet expressaram interesse em ciências da vida quando se demitiram.
Os figurões da Internet estão todos prestando atenção.A tendência de negócios das ciências da vida está finalmente chegando?
Tom Knight (primeiro da esquerda) e quatro outros fundadores da Ginkgo Bioworks |Ginkgo Bioworks
Durante o almoço, ouvi uma notícia: a Unilever disse em 2 de setembro que investiria 1 bilhão de euros para eliminar gradualmente os combustíveis fósseis em matérias-primas de produtos limpos até 2030.
Dentro de 10 anos, o sabão em pó, o sabão em pó e os produtos de sabão produzidos pela Procter & Gamble adotarão gradualmente matérias-primas vegetais ou tecnologia de captura de carbono.A empresa também reservou mais 1 bilhão de euros para criar um fundo para financiar pesquisas em biotecnologia, dióxido de carbono e outras tecnologias para reduzir as emissões de carbono.
As pessoas que me deram esta notícia, como eu que ouvi a notícia, ficaram um pouco surpresas com o prazo de menos de 10 anos: A pesquisa e o desenvolvimento de tecnologia para produção em massa serão totalmente realizados tão cedo?
Mas espero que se torne realidade.