Kdy se objevila syntetická biologie?
Termín „syntetická biologie“ byl poprvé použit v roce 1980
O dvacet let později, v roce 2000, termín znovunavrhl Eric Call spolu s kolegy a dalšími řečníky, aby popsal syntézu umělých organických molekul, které hrají specifickou roli v živých systémech.
Tak se již v roce 2002 zrodil první zcela umělý virus a o 8 let později Cynthia, první životaschopná bakterie se zcela umělým genomem.
Jak funguje nový směr ve vědě?
Samotná myšlenkasyntetická biologievyvíjí „kolem“ genomového inženýrství.V posledních letech se objevily nové, mimořádně pohodlné molekulární nástroje, které lze použít ke změně genomu téměř jakéhokoli organismu jakýmkoli způsobem.
Syntetická biologie aplikuje inženýrstvípřístup k tvorbě živých organismů - od enzymů po mikroby. V budoucnu budou vědci schopni formovat lidský genom, práce v tomto směru již probíhají.
Samotná podstata nového směru spočíváschopnost skutečně naprogramovat kód živých bytostí. To se samozřejmě projeví na jejich vývoji. Již existují nástroje, které umožňují upravovat DNA a vytvářet nové kombinace genů.
Vědci z MIT rozebírají virus T-7 na kousky
Co je na tomto směru zajímavé?
Abyste mohli změnit kód živých bytostí, musíte porozumět zákonům života. Postupné studium syntetické biologie může osvětlit některé biologické vzorce.
Nicméně praktická hodnota syntetikybiologie není o nic méně důležitá než vědecká. Od průmyslové revoluce člověk vyčerpal přírodní síly - nyní může řídit vývoj živých organismů.
Syntetická biologie může také vytvářet produkty šetrnější k životnímu prostředí, jako je uměle vypěstované maso nebo biopaliva. Tímto způsobem můžete planetě způsobit minimální škody.
Příklady práce:
DNA v živých buňkách lze popsat, pochopit a studovat pomocí programovacích termínů. Skutečně, podívejme se na DNA očima programátora.
- Jazyk DNA je digitální a používá čtyři významy: A, T, C a G; „DNA byte“ se skládá ze tří znaků a kóduje jednu aminokyselinu;
- eukaryoty mají část „kódu“ - sekvenceintrony, - ve skutečnosti nic nekóduje a je následně vyříznut. Slouží však zásadní funkci: tato DNA pomáhá správnému provádění kódu, podobně jako komentáře v programech.
- díky univerzálnosti genetického kódu jsou genetické programy kompatibilní s drtivou většinou živých organismů.
Revoluční průlom nastal 20. května 2010.Tento den se navždy zapíše do dějin jako den, kdy bylo oznámeno vytvoření první živé buňky schopné reprodukce na základě syntetizovaného genomu. Umělý živý organismus vznikl v Craig Venter Institute pod vedením samotného Craiga Ventera.
Celkově výzkum vedoucí kvytvoření prvního syntetického organismu schopného reprodukce trvalo více než 15 let, ale tato událost má revoluční potenciál pro vědu a možná umožní lidstvu vyřešit nejambicióznější problémy, jako jsou nové zdroje potravinových surovin, drog a vakcíny, vítězství nad znečištěním životního prostředí, syntéza čisté vody atd.
Vědci se snaží vytvořit rozsáhlou genetikubanka, která vám umožní vytvořit jakýkoli požadovaný organismus (analogicky s vytvořením elektronického obvodu z průmyslových tranzistorů a diod). Banku tvoří biocihly (BioBrick) — Fragmenty DNA, jejichž funkce je přesně definována a které mohou být vloženy do buněčného genomu za účelem syntézy dříve známého proteinu. Všechny vybrané biocihly jsou navrženy tak, aby dobře spolupracovaly se všemi ostatními na dvou úrovních:
- mechanické — aby mohly být snadno produkovány, skladovány a zahrnuty do genetického řetězce;
- software - takže každá cihla vysílá určité chemické signály a interaguje s dalšími částmi kódu.
Některé biologické molekulární stroje
Co bude dál?
Syntetická biologie přitom využívárůzné technologie, včetně strojového učení. Článek Nature Communications hovoří o algoritmech, které dokážou předpovědět, jak změny v DNA buňky ovlivní její chování. Algoritmy mohou také poskytnout doporučení pro budoucí vývoj bioinženýrů.
Zároveň existují obavy, že práce slidský genom může vést k nevratným následkům. Předpokládá se také, že některé skupiny organismů mohou být tímto způsobem navždy změněny.
Například nedávný průzkum společnosti Pew Research ukázal, že většina populace považuje geneticky modifikované potraviny za nebezpečné pro konzumaci.
Přečtěte si také:
Roční mise v Arktidě skončila a data jsou zklamáním. Co čeká lidstvo?
Ve 3. dni nemoci většina pacientů COVID-19 ztratí čich a často trpí rýmou.
Vědci zjistili, proč jsou děti nejnebezpečnějšími nositeli COVID-19