ข่าว

ทอม ไนท์ นักชีววิทยาสังเคราะห์กล่าวว่า “ศตวรรษที่ 21 จะเป็นศตวรรษแห่งชีววิทยาวิศวกรรม”เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งชีววิทยาสังเคราะห์และหนึ่งในห้าผู้ก่อตั้ง Ginkgo Bioworks ซึ่งเป็นบริษัทชั้นนำในด้านชีววิทยาสังเคราะห์บริษัทจดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์นิวยอร์กเมื่อวันที่ 18 กันยายน และมีมูลค่าถึง 1.5 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ
ความสนใจในการวิจัยของ Tom Knight ได้เปลี่ยนจากคอมพิวเตอร์เป็นชีววิทยาตั้งแต่ช่วงมัธยมปลาย เขาใช้ช่วงวันหยุดฤดูร้อนเพื่อศึกษาคอมพิวเตอร์และการเขียนโปรแกรมที่ MIT จากนั้นใช้เวลาเรียนระดับปริญญาตรีและปริญญาโทที่ MIT
ทอม ไนท์ เมื่อตระหนักว่ากฎของมัวร์ทำนายถึงขีดจำกัดของการจัดการอะตอมของซิลิคอนโดยมนุษย์ เขาจึงหันความสนใจไปที่สิ่งมีชีวิต“เราต้องการวิธีที่แตกต่างในการจัดวางอะตอมให้ถูกตำแหน่ง… เคมีที่ซับซ้อนที่สุดคืออะไร?มันคือชีวเคมีฉันคิดว่าคุณสามารถใช้สารชีวโมเลกุล เช่น โปรตีน ซึ่งสามารถประกอบตัวเองและประกอบเข้าด้วยกันได้ในช่วงที่คุณต้องการการตกผลึก”
การใช้การคิดเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพทางวิศวกรรมในการออกแบบต้นฉบับทางชีวภาพได้กลายเป็นวิธีการวิจัยใหม่ชีววิทยาสังเคราะห์เปรียบเสมือนการก้าวกระโดดในความรู้ของมนุษย์ในฐานะที่เป็นสาขาสหวิทยาการของวิศวกรรมศาสตร์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ ชีววิทยา ฯลฯ ปีเริ่มต้นของชีววิทยาสังเคราะห์ถูกกำหนดให้เป็นปี 2000
ในการศึกษาสองชิ้นที่ตีพิมพ์ในปีนี้ แนวคิดในการออกแบบวงจรสำหรับนักชีววิทยาได้ประสบความสำเร็จในการควบคุมการแสดงออกของยีน
นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยบอสตันสร้างสวิตช์สลับยีนในเชื้อ E. coliโมเดลนี้ใช้โมดูลยีนสองโมดูลเท่านั้นโดยการควบคุมสิ่งเร้าภายนอก การแสดงออกของยีนสามารถเปิดหรือปิดได้
ในปีเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันใช้โมดูลยีนสามโมดูลเพื่อให้ได้เอาต์พุตโหมด "การสั่น" ในสัญญาณวงจร โดยใช้การยับยั้งร่วมกันและการปล่อยการยับยั้งระหว่างกัน

ไดอะแกรมสวิตช์สลับยีน
การประชุมเชิงปฏิบัติการเซลล์
ในที่ประชุม ฉันได้ยินผู้คนพูดถึง “เนื้อเทียม”
ตามรูปแบบการประชุมทางคอมพิวเตอร์ "การประชุมที่จัดโดยตนเองโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย" บางคนดื่มเบียร์และสนทนา: "ชีววิทยาสังเคราะห์" มีผลิตภัณฑ์ใดบ้างที่ประสบความสำเร็จมีคนพูดถึง "เนื้อเทียม" ใน Impossible Food
Impossible Food ไม่เคยเรียกตัวเองว่าเป็นบริษัท “ชีววิทยาสังเคราะห์” แต่จุดขายหลักที่ทำให้บริษัทนี้แตกต่างจากผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์เทียมอื่น ๆ นั่นคือฮีโมโกลบินที่ทำให้เนื้อมังสวิรัติมีกลิ่น “เนื้อสัตว์” ที่เป็นเอกลักษณ์มาจากบริษัทนี้เมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้วของสาขาวิชาที่เกิดขึ้นใหม่.
เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องคือการใช้การตัดต่อยีนอย่างง่ายเพื่อให้ยีสต์ผลิต "เฮโมโกลบิน"ในการใช้คำศัพท์ของชีววิทยาสังเคราะห์ ยีสต์กลายเป็น "โรงงานเซลล์" ที่ผลิตสารตามความต้องการของผู้คน
อะไรทำให้เนื้อมีสีแดงสดและมีกลิ่นหอมเป็นพิเศษเมื่อได้ลิ้มรส?Impossible Food ถือเป็น "เฮโมโกลบิน" ที่อุดมไปด้วยเนื้อสัตว์เฮโมโกลบินพบได้ในอาหารหลากหลายชนิด แต่มีปริมาณสูงเป็นพิเศษในกล้ามเนื้อสัตว์
ดังนั้น เฮโมโกลบินจึงถูกเลือกโดยผู้ก่อตั้งและนักชีวเคมีของบริษัท Patrick O. Brown ให้เป็น “เครื่องปรุงอาหารหลัก” สำหรับการจำลองเนื้อสัตว์การสกัด "เครื่องปรุงรส" นี้จากพืช บราวน์เลือกถั่วเหลืองที่อุดมไปด้วยเฮโมโกลบินที่รากของมัน
กรรมวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมต้องการการสกัด "เฮโมโกลบิน" จากรากของถั่วเหลืองโดยตรง“เฮโมโกลบิน” หนึ่งกิโลกรัมต้องการถั่วเหลือง 6 เอเคอร์การสกัดพืชมีค่าใช้จ่ายสูง และ Impossible Food ได้พัฒนาวิธีการใหม่: ฝังยีนที่สามารถรวบรวมฮีโมโกลบินไว้ในยีสต์ และเมื่อยีสต์เติบโตและจำลองแบบ เฮโมโกลบินก็จะเติบโตเปรียบเหมือนปล่อยไข่ห่านบนเกล็ดจุลินทรีย์

Heme ซึ่งสกัดจากพืชใช้ในเบอร์เกอร์ "เนื้อเทียม"
เทคโนโลยีใหม่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตในขณะที่ลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติโดยการเพาะปลูกเนื่องจากวัตถุดิบหลักในการผลิตคือ ยีสต์ น้ำตาล และแร่ธาตุ จึงไม่มีของเสียจากสารเคมีมากนักเมื่อคิดดูแล้ว นี่เป็นเทคโนโลยีที่ “ทำให้อนาคตดีขึ้น” จริงๆ
เมื่อมีคนพูดถึงเทคโนโลยีนี้ ผมรู้สึกว่านี่เป็นเพียงเทคโนโลยีธรรมดาๆในสายตาของพวกเขา มีวัสดุมากเกินไปที่สามารถออกแบบจากระดับพันธุกรรมได้ด้วยวิธีนี้พลาสติกที่ย่อยสลายได้ เครื่องเทศ ยาและวัคซีนใหม่ๆ ยาฆ่าแมลงสำหรับโรคเฉพาะ และแม้กระทั่งการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสังเคราะห์แป้ง... ฉันเริ่มมีจินตนาการที่เป็นรูปธรรมเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่เกิดจากเทคโนโลยีชีวภาพ
อ่าน เขียน และดัดแปลงยีน
DNA นำข้อมูลทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตมาจากแหล่งที่มา และยังเป็นแหล่งกำเนิดของลักษณะชีวิตนับพัน
ปัจจุบันมนุษย์สามารถอ่านลำดับดีเอ็นเอและสังเคราะห์ลำดับดีเอ็นเอตามการออกแบบได้อย่างง่ายดายในการประชุม ฉันได้ยินผู้คนพูดถึงเทคโนโลยี CRISPR ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2020 หลายต่อหลายครั้งเทคโนโลยีนี้เรียกว่า “Genetic Magic Scissor” สามารถระบุตำแหน่งและตัด DNA ได้อย่างแม่นยำ จึงทำให้เกิดการแก้ไขยีนได้
ด้วยเทคโนโลยีการตัดต่อยีนนี้ บริษัทสตาร์ทอัพจำนวนมากได้ถือกำเนิดขึ้นบางคนใช้เพื่อแก้ปัญหายีนบำบัดสำหรับโรคที่รักษายาก เช่น มะเร็งและโรคทางพันธุกรรม และบางคนใช้เพื่อปลูกฝังอวัยวะสำหรับปลูกถ่ายมนุษย์และตรวจหาโรค
เทคโนโลยีการตัดต่อยีนได้เข้าสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์อย่างรวดเร็วจนผู้คนมองเห็นโอกาสที่ดีของเทคโนโลยีชีวภาพจากมุมมองของตรรกะการพัฒนาของเทคโนโลยีชีวภาพเอง หลังจากการอ่าน การสังเคราะห์ และการแก้ไขลำดับพันธุกรรมได้ครบกำหนดแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการออกแบบจากระดับพันธุกรรมตามธรรมชาติเพื่อผลิตวัสดุที่ตอบสนองความต้องการของมนุษย์เทคโนโลยีชีววิทยาสังเคราะห์สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นขั้นตอนต่อไปในการพัฒนาเทคโนโลยียีน
นักวิทยาศาสตร์สองคน Emmanuelle Charpentier และ Jennifer A. Doudna และได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2020 สำหรับเทคโนโลยี CRISPR
“ผู้คนจำนวนมากหมกมุ่นอยู่กับคำจำกัดความของชีววิทยาสังเคราะห์… การปะทะกันในลักษณะนี้เกิดขึ้นระหว่างวิศวกรรมและชีววิทยาฉันคิดว่าอะไรก็ตามที่เป็นผลมาจากสิ่งนี้ได้เริ่มถูกเรียกว่าชีววิทยาสังเคราะห์”ทอม ไนท์ กล่าว
การขยายขอบเขตของเวลา ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของสังคมเกษตรกรรม มนุษย์ได้ทำการคัดกรองและคงไว้ซึ่งลักษณะของสัตว์และพืชที่พวกเขาต้องการผ่านการผสมข้ามสายพันธุ์และการคัดเลือกที่ยาวนานชีววิทยาสังเคราะห์เริ่มต้นโดยตรงจากระดับพันธุกรรมเพื่อสร้างลักษณะที่มนุษย์ต้องการขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เทคโนโลยี CRISPR เพื่อปลูกข้าวในห้องทดลอง
Lu Qi หนึ่งในผู้จัดการประชุมผู้ก่อตั้ง Qiji กล่าวในวิดีโอเปิดตัวว่าเทคโนโลยีชีวภาพอาจนำการเปลี่ยนแปลงมาสู่โลกอย่างกว้างขวางเช่นเดียวกับเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตก่อนหน้านี้สิ่งนี้ดูเหมือนจะยืนยันว่า CEO ของอินเทอร์เน็ตทุกคนแสดงความสนใจในวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตเมื่อพวกเขาลาออก
บิ๊กวิกอินเทอร์เน็ตล้วนให้ความสนใจเทรนด์ธุรกิจวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตกำลังจะมาในที่สุด?
Tom Knight (คนแรกจากซ้าย) และผู้ก่อตั้ง Ginkgo Bioworks อีกสี่คน |แปะก๊วย Bioworks
ระหว่างรับประทานอาหารกลางวัน ฉันได้ยินข่าวชิ้นหนึ่ง: ยูนิลีเวอร์กล่าวเมื่อวันที่ 2 กันยายนว่าจะลงทุน 1 พันล้านยูโรเพื่อเลิกใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในวัตถุดิบของผลิตภัณฑ์สะอาดภายในปี 2573
ภายใน 10 ปี ผลิตภัณฑ์ผงซักฟอก ผงซักฟอก และสบู่ที่ผลิตโดย Procter & Gamble จะค่อยๆ นำวัตถุดิบจากพืชหรือเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนมาใช้บริษัทยังได้จัดสรรเงินอีก 1 พันล้านยูโรเพื่อจัดตั้งกองทุนเพื่อเป็นทุนวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีชีวภาพ คาร์บอนไดออกไซด์ และเทคโนโลยีอื่น ๆ เพื่อลดการปล่อยคาร์บอน
คนที่บอกข่าวนี้อย่างฉันที่ได้ยินข่าว รู้สึกประหลาดใจเล็กน้อยในเวลาที่จำกัดไม่ถึง 10 ปี การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีไปจนถึงการผลิตจำนวนมากจะสำเร็จลุล่วงในเร็ววันหรือไม่?
แต่ฉันหวังว่ามันจะเป็นจริง