Kedy sa objavila syntetická biológia?
Termín „syntetická biológia“ bol prvýkrát použitý v roku 1980
O dvadsať rokov neskôr, v roku 2000, tento termín opäťnavrhol Eric Call spolu s kolegami a ďalšími prednášajúcimi, aby opísali syntézu umelých organických molekúl, ktoré hrajú špecifickú úlohu v živých systémoch.
Tak sa ešte v roku 2002 zrodil prvý úplne umelý vírus a o 8 rokov neskôr Cynthia, prvá životaschopná baktéria s úplne umelým genómom.
Ako funguje nový smer vo vede?
Samotná myšlienkasyntetická biológiavyvíja „okolo“ genómového inžinierstva.V posledných rokoch sa objavili nové, mimoriadne pohodlné molekulárne nástroje, ktoré je možné použiť na zmenu genómu takmer každého organizmu akýmkoľvek spôsobom.
Syntetická biológia využíva inžinierstvoprístup k formovaniu živých organizmov - od enzýmov po mikróby. V budúcnosti budú vedci schopní formovať ľudský genóm, práce v tomto smere už prebiehajú.
Samotná podstata nového smeru spočívaschopnosť skutočne naprogramovať kód živých bytostí. To, samozrejme, ovplyvní ich vývoj. Už existujú nástroje, ktoré umožňujú upravovať DNA a vytvárať nové kombinácie génov.
Vedci z MIT rozoberú vírus T-7 na kúsky
Čím je tento smer zaujímavý?
Ak chcete zmeniť kód živých bytostí, musíte pochopiť zákony života. Postupné štúdium syntetickej biológie môže osvetliť niektoré biologické vzorce.
Napriek tomu je praktická hodnota syntetickéhobiológia nie je o nič menej dôležitá ako vedecká. Od priemyselnej revolúcie človek vyčerpal sily prírody - teraz môže riadiť vývoj živých organizmov.
Syntetická biológia môže vytvárať aj ekologickejšie produkty, ako je umelo vypestované mäso alebo biopalivá. Týmto spôsobom môžete planéte spôsobiť minimálne škody.
Príklady práce:
DNA v živých bunkách možno opísať, pochopiť a študovať pomocou programovacích termínov. Skutočne, pozrime sa na DNA očami programátora.
- Jazyk DNA je digitálny a používa štyri významy: A, T, C a G; „DNA byte“ sa skladá z troch znakov a kóduje jednu aminokyselinu;
- eukaryoty majú časť „kódu“ - postupnostiintróny, - v skutočnosti nič nekóduje a následne sa vyrezáva. Majú však zásadnú funkciu: táto DNA pomáha správne vykonávať kód, podobne ako komentáre v programoch.
- vďaka všestrannosti genetického kódu sú genetické programy kompatibilné s drvivou väčšinou živých organizmov.
Revolučný zlom nastal 20. mája 2010.Tento deň sa navždy zapíše do histórie ako deň, kedy bolo oznámené vytvorenie prvej živej bunky schopnej reprodukcie na základe syntetizovaného genómu. Umelý živý organizmus vznikol v Craig Venter Institute pod vedením samotného Craiga Ventera.
Celkovo výskum vedúci kvytvorenie prvého syntetického organizmu schopného reprodukcie trvalo viac ako 15 rokov, ale táto udalosť nesie revolučný vedecký potenciál a možno ľudstvu umožní vyriešiť najambicióznejšie problémy, ako sú nové zdroje potravinových surovín, liekov a vakcín, víťazstvo nad znečistením životného prostredia, syntéza čistej vody atď.
Vedci sa snažia vytvoriť rozsiahlu genetikubanka, ktorá vám umožní vytvoriť akýkoľvek požadovaný organizmus (analogicky s vytvorením elektronického obvodu z priemyselných tranzistorov a diód). Banku tvoria biotehly (BioBrick) — DNA fragmenty, ktorých funkcia je presne definovaná a ktoré môžu byť vložené do bunkového genómu, aby sa syntetizoval predtým známy proteín. Všetky vybrané biotehly sú navrhnuté tak, aby dobre spolupracovali so všetkými ostatnými na dvoch úrovniach:
- mechanické &# 8212; aby sa dali ľahko vyrábať, skladovať a začleniť do genetického reťazca;
- softvér - takže každá tehla vysiela určité chemické signály a interaguje s ostatnými časťami kódu.
Niektoré biologické molekulárne stroje
Čo bude ďalej?
Zároveň syntetická biológia využívarôzne technológie vrátane strojového učenia. Článok Nature Communications hovorí o algoritmoch, ktoré dokážu predpovedať, ako zmeny v DNA bunky ovplyvnia jej správanie. Algoritmy môžu tiež poskytnúť odporúčania pre budúci vývoj bioinžinierov.
Zároveň existujú obavy, že práca sľudský genóm môže viesť k nezvratným následkom. Tiež sa verí, že niektoré skupiny organizmov môžu byť týmto spôsobom navždy zmenené.
Napríklad nedávny prieskum spoločnosti Pew Research ukázal, že väčšina populácie považuje geneticky modifikované potraviny za nebezpečné.
Prečítajte si tiež:
Každoročná misia v Arktíde sa skončila a údaje sú sklamaním. Čo čaká ľudstvo?
V deň 3 choroby väčšina pacientov COVID-19 stratí čuch a často trpí nádchou.
Vedci zistili, prečo sú deti najnebezpečnejším nosičom látky COVID-19