Синтетик биологич Том Найт "21-р зуун бол инженерийн биологийн зуун байх болно" гэж хэлсэн. Тэрээр синтетик биологийн үндэслэгчдийн нэг бөгөөд синтетик биологийн салбарт алдартай Ginkgo Bioworks компанийн таван үүсгэн байгуулагчийн нэг юм. Тус компани 9-р сарын 18-нд Нью-Йоркийн хөрөнгийн бирж дээр бүртгэлтэй болсон бөгөөд үнэлгээ нь 15 тэрбум ам.долларт хүрсэн.
Том Найтын судалгааны сонирхол компьютерээс биологи руу шилжсэн. Ахлах сургуульд байхаасаа л зуны амралтаараа MIT-д компьютер болон програмчлалын чиглэлээр суралцаж, дараа нь MIT-д бакалавр болон магистрын зэрэг хамгаалжээ.
Том Найт Мурын хууль нь хүний цахиурын атомыг удирдах хязгаарыг урьдчилан таамаглаж байсныг ойлгосноор тэрээр амьд биетүүд рүү анхаарлаа хандуулав. "Бидэнд атомуудыг зөв газарт байрлуулах өөр арга хэрэгтэй байна... Хамгийн нарийн төвөгтэй хими гэж юу вэ? Энэ бол биохими. Та уураг гэх мэт шаардлагатай талсжилтын хүрээнд өөрөө угсарч, угсарч чаддаг биомолекулуудыг ашиглаж болно гэж би төсөөлж байна."
Биологийн эх хувилбарыг зохион бүтээхэд инженерийн тоон болон чанарын сэтгэлгээг ашиглах нь судалгааны шинэ арга болж байна. Синтетик биологи бол хүний мэдлэгийн үсрэлттэй адил юм. Инженерчлэл, компьютерийн шинжлэх ухаан, биологи гэх мэт салбар дундын салбар болохын хувьд синтетик биологийн эхлэлийн жилийг 2000 он гэж тогтоосон.
Энэ жил хэвлэгдсэн хоёр судалгаанд биологичдод зориулсан хэлхээний дизайны санаа нь генийн экспрессийг хянах боломжийг олгосон.
Бостоны Их Сургуулийн эрдэмтэд E. coli-д генийн шилжүүлэгчийг бүтээжээ. Энэ загварт зөвхөн хоёр генийн модуль ашиглагддаг. Гадны өдөөлтийг зохицуулснаар генийн экспрессийг асаах эсвэл унтраах боломжтой.
Мөн онд Принстоны Их Сургуулийн эрдэмтэд хэлхээний дохионд "хэлбэлзэл" горимын гаралтыг бий болгохын тулд тэдгээрийн хоорондох харилцан дарангуйлал ба сулралтыг ашиглан гурван генийн модулийг ашигласан.
Генийн шилжүүлэгч диаграмм
Эсийн цех
Уулзалт дээр хүмүүс "хиймэл мах"-ны талаар ярьж байхыг би сонссон.
Компьютерийн бага хурлын загвар буюу чөлөөт харилцаа холбооны "бага хурлын бус өөрөө зохион байгуулсан бага хурал"-ыг дагаж, зарим хүмүүс шар айраг уунгаа ярилцаж байна: "Синтетик биологи"-д ямар амжилттай бүтээгдэхүүнүүд байдаг вэ? Хэн нэгэн "Боломжгүй хоол" гэсэн хэсэгт "хиймэл мах" гэж дурдсан.
Impossible Food компани өөрийгөө хэзээ ч "нийлэг биологийн" компани гэж нэрлэж байгаагүй ч бусад хиймэл махан бүтээгдэхүүнээс ялгаруулдаг гол борлуулалтын цэг болох цагаан хоолтон махыг өвөрмөц "мах" үнэртэй болгодог гемоглобин нь 20 орчим жилийн өмнө энэ компаниас гаралтай. Шинээр гарч ирж буй салбаруудын тухай.
Холбогдох технологи нь мөөгөнцөрт "гемоглобин" үүсгэх боломжийг олгохын тулд энгийн генийн засварлалтыг ашиглах явдал юм. Синтетик биологийн нэр томьёог хэрэглэхэд мөөгөнцөр нь хүмүүсийн хүслийн дагуу бодис үйлдвэрлэдэг "эсийн үйлдвэр" болдог.
Махыг яагаад ийм тод улаан өнгөтэй, амтлахдаа онцгой үнэртэй болгодог вэ? Impossible Food нь маханд агуулагддаг "гемоглобин"-оор баялаг гэж тооцогддог. Гемоглобин нь янз бүрийн хоолонд байдаг боловч амьтны булчинд энэ агууламж онцгой өндөр байдаг.
Тиймээс компанийн үүсгэн байгуулагч, биохимич Патрик О. Браун гемоглобиныг амьтны махыг дуурайлган хийх "гол амтлагч" болгон сонгосон. Браун энэхүү "амтлагчийг" ургамлаас гаргаж авахдаа үндэс дээрээ гемоглобиноор баялаг шар буурцгийг сонгосон.
Уламжлалт үйлдвэрлэлийн арга нь шар буурцгийн үндэснээс "гемоглобин"-ийг шууд гаргаж авахыг шаарддаг. Нэг килограмм "гемоглобин"-ийг авахад 6 акр шар буурцаг шаардлагатай. Ургамлын гарган авах нь өртөг өндөртэй бөгөөд Impossible Food компани шинэ арга боловсруулсан: гемоглобиныг нэгтгэж чаддаг генийг мөөгөнцөрт суулгаж, мөөгөнцөр ургаж, үржих тусам гемоглобин өсөх болно. Үүнийг зүйрлэж үзвэл энэ нь галууг бичил биетний хэмжээнд өндөглөдөгтэй адил юм.
Ургамлаас гаргаж авсан гемийг "хиймэл махан" бургер хийхэд ашигладаг.
Шинэ технологиуд нь тариалалтад зарцуулагддаг байгалийн нөөцийг бууруулахын зэрэгцээ үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Үйлдвэрлэлийн гол материал нь мөөгөнцөр, элсэн чихэр, эрдэс бодис тул химийн хаягдал тийм ч их байдаггүй. Үүнийг бодоод үзвэл энэ бол үнэхээр "ирээдүйг илүү сайхан болгодог" технологи юм.
Хүмүүс энэ технологийн талаар ярихад надад энэ бол зүгээр л энгийн технологи юм шиг санагддаг. Тэдний нүдээр бол генетикийн түвшинд ийм байдлаар зохион бүтээж болох хэтэрхий олон материал байдаг. Задралд ордог хуванцар, халуун ногоо, шинэ эм, вакцин, тодорхой өвчний пестицид, тэр ч байтугай цардуул нийлэгжүүлэхэд нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ашиглах гэх мэт... Биотехнологийн авчирдаг боломжуудын талаар тодорхой төсөөлөлтэй болж эхэлсэн.
Генийг унших, бичих, өөрчлөх
ДНХ нь амьдралын бүх мэдээллийг эх сурвалжаас авч явдаг бөгөөд мөн амьдралын мянга мянган шинж чанарын эх сурвалж юм.
Өнөө үед хүн төрөлхтөн ДНХ-ийн дарааллыг хялбархан уншиж, дизайны дагуу ДНХ-ийн дарааллыг нэгтгэж чаддаг болсон. Хурал дээр би 2020 оны химийн салбарын Нобелийн шагналыг олон удаа хүртсэн CRISPR технологийн талаар хүмүүсийн ярьж байгааг сонссон. "Генетикийн шидэт хайч" гэж нэрлэгддэг энэхүү технологи нь ДНХ-ийн байршлыг нарийн тодорхойлж, зүсэж, улмаар генийн засварлалтыг хийж чаддаг.
Энэхүү генийн засварлах технологид үндэслэн олон стартап компаниуд бий болсон. Зарим нь үүнийг хорт хавдар, удамшлын өвчин зэрэг хүнд өвчний генийн эмчилгээг шийдвэрлэхэд ашигладаг бол зарим нь хүнд шилжүүлэн суулгах эрхтэн тариалж, өвчнийг илрүүлэхэд ашигладаг.
Генийн засварлах технологи нь арилжааны хэрэглээнд маш хурдан нэвтэрсэн тул хүмүүс биотехнологийн асар их ирээдүйг харж байна. Биотехнологийн хөгжлийн логикийн үүднээс авч үзвэл, генетикийн дарааллыг унших, нэгтгэх, засварлах үйл явц боловсорсны дараа дараагийн шат нь хүний хэрэгцээг хангах материалыг үйлдвэрлэхийн тулд генетикийн түвшингээс дизайн хийх явдал юм. Синтетик биологийн технологийг генийн технологийн хөгжлийн дараагийн үе шат гэж ойлгож болно.
Эммануэль Шарпентье, Женнифер А. Дудна гэсэн хоёр эрдэмтэн CRISPR технологийнхоо төлөө 2020 оны химийн салбарын Нобелийн шагнал хүртжээ.
"Олон хүн синтетик биологийн тодорхойлолтод хэт автсан... Инженерчлэл ба биологийн хооронд ийм төрлийн мөргөлдөөн гарсан. Үүнээс үүдэлтэй аливаа зүйлийг синтетик биологи гэж нэрлэж эхэлсэн гэж би бодож байна" гэж Том Найт хэлэв.
Хөдөө аж ахуйн нийгэм үүссэнээс хойш цаг хугацааны хүрээг тэлж, хүмүүс урт хугацааны эрлийзжүүлэлт, сонголтоор дамжуулан хүссэн амьтан, ургамлын шинж чанарыг нь шалгаж, хадгалж ирсэн. Синтетик биологи нь хүмүүсийн хүсч буй шинж чанаруудыг бий болгохын тулд генетикийн түвшингээс шууд эхэлдэг. Одоогоор эрдэмтэд лабораторид будаа тариалахын тулд CRISPR технологийг ашиглаж байна.
Хурлыг зохион байгуулагчдын нэг, Цижи компанийн үүсгэн байгуулагч Лу Чи нээлтийн видео бичлэг дээр биотехнологи нь өмнөх интернетийн технологитой адил дэлхий ертөнцөд өргөн хүрээтэй өөрчлөлт авчирч магадгүй гэж хэлсэн. Энэ нь интернетийн гүйцэтгэх захирлууд бүгд ажлаасаа гарахдаа амьдралын шинжлэх ухаанд сонирхолтой байгаагаа илэрхийлсэн болохыг баталж байгаа бололтой.
Интернетийн томоохон компаниуд бүгд анхаарлаа хандуулж байна. Амьдралын шинжлэх ухааны бизнесийн чиг хандлага эцэст нь ирж байна уу?
Том Найт (зүүнээс эхэнд) болон Ginkgo Bioworks-ийн бусад дөрвөн үүсгэн байгуулагч | Ginkgo Bioworks
Үдийн хоолны үеэр би нэг мэдээ сонссон: Unilever компани 9-р сарын 2-нд 2030 он гэхэд цэвэр түүхий эд болох чулуужсан түлшийг аажмаар зогсооход 1 тэрбум еврогийн хөрөнгө оруулалт хийнэ гэж мэдэгдсэн.
10 жилийн дотор Procter & Gamble компанийн үйлдвэрлэсэн угаалгын нунтаг, угаалгын нунтаг, савангийн бүтээгдэхүүнүүд ургамлын гаралтай түүхий эд буюу нүүрстөрөгчийн хуримтлалын технологийг аажмаар нэвтрүүлэх болно. Түүнчлэн тус компани нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бууруулах биотехнологи, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон бусад технологийн судалгааг санхүүжүүлэх сан байгуулахад дахин 1 тэрбум евро зарцуулсан.
Энэ мэдээг надад хэлсэн хүмүүс, мэдээг сонссон над шиг л 10 жилээс бага хугацаатай байгаад бага зэрэг гайхсан: Технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтээс олноор үйлдвэрлэх хүртэл ийм хурдан бүрэн хэрэгжих болов уу?
Гэхдээ энэ нь биелнэ гэж найдаж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2021 оны 12-р сарын 31