Технологии Nowostawski

Нa прoшлoй нeдeлe группa из 150 приглaшeнныx экспeртoв сoбрaлись в Гaрвaрдe. Зa зaкрытыми двeрями oни oбсудили вoзмoжнoсти спрoeктирoвaть и пoстрoить вeсь гeнoм чeлoвeкa «с нуля», испoльзуя кoмпьютeр, синтeзa ДНК и сырья. Пoэтoму искусствeнный гeн будeт внeдрeн в живыx чeлoвeчeскиx клeтoк с цeлью зaмeны свoeй прирoднoй ДНК. Xoтeлoсь бы нaдeяться, чтo клeткa «пeрeзaгрузкa», измeнeниe eгo биoлoгичeскoгo прoцeссa рaбoты нa oснoвaнии инструкции пo искусствeннoй ДНК.

Иными слoвaми, скoрo мы смoжeм увидeть пeрвыe «искусствeнныx клeтoк чeлoвeкa».

Нo цeль не только создания человека 2.0. В рамках этого проекта», ПГП-пишите: тестирование крупных синтетических Геномов в клетках, исследователи надеются разработать новые эффективные инструменты, которые будут толкать синтетической биологии для экспоненциального роста в промышленных масштабах. В случае успеха, мы будем не только приобретать биологических средств для конструирования человека как вида: мы будем иметь возможность воссоздать живой мир.

Создание жизни

Синтетическая биология является, по сути, брак между принципами инженерии и биотехнологии. Если секвенирование ДНК посвящена считывание ДНК и генной инженерии для изменения ДНК, и синтетическая биология программирование новых ДНК, независимо от источника, чтобы создать новые формы жизни.

Синтетические биологи относятся к ДНК и гены, стандартных биологических строительных блоков, которые могут быть использованы, как они хотят создавать и изменять живые клетки.

В этой области, и есть дизайнер», — говорит доктор Джей Кислинг, Пионер синтетической инженерии в университете Калифорнии в Беркли. «Когда ваш жесткий диск умирает, вы можете пойти в ближайший компьютерный магазин, купить новые, заменить старые», — говорит он. — Почему мы не можем использовать биологические части таким же образом?».

Для ускорения прогресса в этой области, Кислинг и его коллеги составили базу унифицированных частей ДНК называется BioBricks («bicibici»). Его можно использовать как элементы головоломки и соберите генетический материал, доселе невиданное в природе.

Кислинг и другие области синтетической биологии разработки нового языка программирования. Клетки являются аппаратное обеспечение, «железо», а ДНК-это программа, которая позволяет им работать. Чтобы иметь достаточно знаний о том, как работают гены, синтетические биологи надеются, чтобы иметь возможность написать генетическую программу с нуля, чтобы создать новые организмы, чтобы изменить их характер и даже руководство по человеческой эволюции в новом направлении.

Как генной инженерии, синтетической биологии дает исследователям возможность экспериментировать с природной ДНК. Разница в масштабе: редактирование генов-это процесс «вырезать и вставить», чтобы добавить новые гены или изменения букв в уже существующих генов. Иногда изменения не так уж и много.

Синтетическая биология, с другой стороны, для создания генов с нуля. Это дает исследователям больше возможностей внести изменения в известных генов, или даже создать свой собственный. Возможности практически безграничны.

Biomedicaments, биотопливо, биологии

Взрыв синтетической биологии в течение последних десяти лет принесли результаты, которые вызвали восхищение ученых и компаний. Еще в 2003 году, Кислинг опубликовано одно из первых исследований, доказывая и демонстрируя мощь этого подхода. Он был посвящен химическое вещество под названием артемизинин, мощный противомалярийный препарат извлекается из сладкой полыни (artemisia Однолетний).

Несмотря на многочисленные попытки культивировать это растение, его потенциал по-прежнему очень низкий.

Кислинг понял, что синтетическая биология предлагает способ обойти процесс уборки в целом. Введя нужные гены в клетках бактерий, рассуждал он, можно превратить эти клетки в машину для производства артемизинина, и обеспечить за их счет новый богатый источник этого вещества.

Это было очень трудно. Исследователи будут строить совершенно новые пути метаболизма в клетке, что позволяет обрабатывать химическими веществами, которые она не знала раньше. Методом проб и ошибок, ученые сшили десятки гены нескольких организмов в одной упаковке ДНК. Установив этот пакет в E. coli — бактерии E. coli широко используется в лабораториях для производства химических веществ — они создали новый способ для бактерий, что позволило ей выделять артемизинина.

Еще нужно покрутить немного гайки, Кислинг и его команда сумели увеличить добычу на один миллион и снизить цену в десятки раз препарат.

Артемизинин был только первый шаг в большой программе. Это вещество-углеводород, который относится к семейству молекул, которые часто используются для производства биотоплива. Почему бы не использовать тот же процесс для производства биотоплива? Замена генов бактерий для производства артемизинина, гены для производства биоэнергии, биотоплива и углеводородов, исследователи сделали ряд микробов, которые превращают сахар в топливо.

Сельское хозяйство — еще одна отрасль, которая может получить большую пользу синтетической биологии. Теоретически, мы могли бы взять гены, которые отвечают за азотфиксации в бактерии, посадили их в клетки наших культур и полностью изменить процесс их естественного роста. При правильной комбинации генов, мы можем выращивать урожай с полным спектром питательных веществ, которые требуют меньше воды, земли, энергии и удобрений.

Синтетическая биология может быть применено для производства принципиально новых продуктов питания, например, ароматизаторов путем брожения из модифицированных дрожжей или веганский сыр и другие молочные продукты были разработаны без использования животных.

«Мы должны сократить выбросы парниковых газов и вредных веществ, использовать меньше земли и воды, борьбы с вредителями и повышения плодородия почв», — говорит доктор Памела Рональд, профессор, Университет Калифорнии, Дэвис. Синтетическая биология может обеспечить нас необходимыми инструментами.

Воссоздание жизни

В направление на практику! Одна из конечных целей синтетической биологии является создание искусственного организма сделаны только из специально предназначенных для ДНК.

Главное препятствие сейчас-это технологии. Синтез ДНК в настоящее время очень дорогой, медленный и подверженный ошибкам. Большинство существующих методов позволяют сделать ДНК цепь, 200 символов; нормальных генов в десять раз больше. Геном человека содержит около 20 000 генов, которые производят белки. Но в последние десять лет стоимость синтеза ДНК резко сократилось.

По словам доктора Дрю Энди, генетики Стэнфордского университета, стоимость секвенирования одного письма с 4 долларов в 2003 году, сегодня снизилась на 3 цента. Смета расходов на печать все 3 млрд букв в геноме человека на сегодняшний день составляет 90 миллионов долларов, но, как ожидается, упадет до $ 100,000 в течение 20 лет, если тенденция останется на том же уровне.

В 90-х Крейг ждет, известным за его ведущую роль в расшифровке генома человека начали искать минимальный набор генов, необходимых для создания жизни. Вместе с коллегами из Института исследования генома ожидания был удален гены из бактерии Микоплазма гениталиум, чтобы выявить критически важные для жизни.

В 2008 году ожидает собрались эти «критические гены» и собирая новый «минимальный» геном суп из химических веществ с помощью ДНК-синтез.

Пару лет спустя, ожидания пересадили искусственный геном в другой бактерии. Гены прижились и «сброс» клетки, что позволяет им расти и размножаться — это был первый организм с полностью искусственным геномом.

От бактерий до человека

Если новая компания получит финансирование, он будет повторять эксперименты ожидания, с помощью нашего собственного генома. Учитывая, что геном человека-это примерно в 5000 раз больше, чем бактерии ждут, трудно сказать, насколько сложнее может быть такого синтеза.

Даже если ничего не происходит, и промышленность приобретет ценный опыт. По словам доктора Джорджа черча, ведущий генетики Гарвардской школы медицины, этот проект может открыть технологические достижения, которые повысят нашу собственную способность синтезировать длинные цепи ДНК. Церковь также подчеркивает, что основной целью проекта является развитие технологии.

Но встреча ученых вызвало много скептических замечаний. В любом случае, этот проект может в один прекрасный день привести к созданию «дизайнерских младенцев», или и с людьми. Родители такие люди могут быть компьютеры. Сегодня только наше будущее, но это страшно: Это безопасно, чтобы изменить жизнь или создать его? Кто будет владеть этой технологией? Что делать с жизнью, которая оказалась провальной? Не создаст ли все это дискриминация и неравенство?

Готов ли мир к созданию искусственной жизни?
Илья Весь

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.