Mwanabiolojia wa sintetiki Tom Knight alisema, "Karne ya 21 itakuwa karne ya biolojia ya uhandisi." Yeye ni mmoja wa waanzilishi wa biolojia ya sintetiki na mmoja wa waanzilishi watano wa Ginkgo Bioworks, kampuni maarufu katika biolojia ya sintetiki. Kampuni hiyo iliorodheshwa kwenye Soko la Hisa la New York mnamo Septemba 18, na thamani yake ilifikia dola bilioni 15 za Marekani.
Maslahi ya utafiti ya Tom Knight yamebadilika kutoka kompyuta hadi biolojia. Kuanzia wakati wa shule ya upili, alitumia likizo ya kiangazi kusoma kompyuta na programu huko MIT, na kisha pia akatumia viwango vyake vya shahada ya kwanza na shahada ya uzamili huko MIT.
Tom Knight Akigundua kwamba Sheria ya Moore ilitabiri mipaka ya uendeshaji wa atomi za silikoni kwa binadamu, alielekeza mawazo yake kwa vitu vilivyo hai. "Tunahitaji njia tofauti ya kuweka atomi mahali pazuri... Ni kemia gani tata zaidi? Ni biokemia. Nadhani unaweza kutumia biomolekuli, kama vile protini, ambazo zinaweza kujikusanya na kukusanyika ndani ya kiwango unachohitaji. ufuwele."
Kutumia fikra za kiidadi na ubora wa uhandisi kubuni asili za kibiolojia kumekuwa mbinu mpya ya utafiti. Biolojia ya sintetiki ni kama hatua kubwa katika maarifa ya binadamu. Kama uwanja wa uhandisi, sayansi ya kompyuta, biolojia, n.k., mwaka wa kuanza kwa biolojia ya sintetiki umewekwa kuwa 2000.
Katika tafiti mbili zilizochapishwa mwaka huu, wazo la muundo wa saketi kwa wanabiolojia limefanikisha udhibiti wa usemi wa jeni.
Wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Boston waliunda swichi ya kugeuza jeni katika E. coli. Mfano huu hutumia moduli mbili za jeni pekee. Kwa kudhibiti vichocheo vya nje, usemi wa jeni unaweza kuwashwa au kuzimwa.
Katika mwaka huo huo, wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Princeton walitumia moduli tatu za jeni ili kufikia matokeo ya hali ya "mtetemo" katika ishara ya saketi kwa kutumia kizuizi cha pande zote mbili na kutolewa kwa kizuizi kati yao.
Mchoro wa swichi ya kugeuza jeni
Warsha ya Seli
Katika mkutano huo, nilisikia watu wakizungumzia "nyama bandia."
Kufuatia mfumo wa mkutano wa kompyuta, "mkutano wa kujitegemea ulioandaliwa bila mkutano" kwa ajili ya mawasiliano ya bure, baadhi ya watu hunywa bia na kupiga gumzo: Ni bidhaa gani zilizofanikiwa zilizopo katika "Synthetic Biology"? Mtu fulani alitaja "nyama bandia" chini ya Impossible Food.
Impossible Food haijawahi kujiita kampuni ya "biolojia ya sintetiki", lakini jambo kuu linaloitofautisha na bidhaa zingine za nyama bandia - himoglobini inayofanya nyama ya mboga iwe na harufu ya kipekee ya "nyama" inatoka kwa kampuni hii yapata miaka 20 iliyopita. Ya taaluma zinazoibuka.
Teknolojia inayohusika ni kutumia uhariri rahisi wa jeni ili kuruhusu chachu kutoa "hemoglobini." Ili kutumia istilahi ya biolojia ya sintetiki, chachu inakuwa "kiwanda cha seli" kinachozalisha vitu kulingana na matakwa ya watu.
Ni nini hufanya nyama kuwa nyekundu sana na kuwa na harufu maalum inapoonja? Chakula Kisichowezekana kinachukuliwa kuwa "hemoglobini" nyingi katika nyama. Hemoglobini hupatikana katika vyakula mbalimbali, lakini kiwango chake ni kikubwa hasa katika misuli ya wanyama.
Kwa hivyo, hemoglobini ilichaguliwa na mwanzilishi na mtaalamu wa biokemia wa kampuni hiyo Patrick O. Brown kama "kitoweo muhimu" cha kuiga nyama ya wanyama. Akitoa "kiungo" hiki kutoka kwa mimea, Brown alichagua soya zenye hemoglobini nyingi kwenye mizizi yake.
Mbinu ya jadi ya uzalishaji inahitaji uchimbaji wa moja kwa moja wa "hemoglobini" kutoka kwenye mizizi ya soya. Kilo moja ya "hemoglobini" inahitaji ekari 6 za soya. Uchimbaji wa mimea ni ghali, na Impossible Food imeunda mbinu mpya: kupandikiza jeni linaloweza kukusanya himoglobini kwenye chachu, na kadri chachu inavyokua na kujirudia, himoglobini itakua. Kwa kutumia mlinganisho, hii ni kama kuwaacha bata mzinga watage mayai kwa kiwango cha vijidudu.
Heme, ambayo hutolewa kutoka kwa mimea, hutumika katika burger za "nyama bandia"
Teknolojia mpya huongeza ufanisi wa uzalishaji huku zikipunguza rasilimali asilia zinazotumiwa na kupanda. Kwa kuwa vifaa vikuu vya uzalishaji ni chachu, sukari, na madini, hakuna upotevu mwingi wa kemikali. Kwa kufikiria hilo, hii ni teknolojia ambayo "hufanya mustakabali uwe bora zaidi".
Watu wanapozungumzia teknolojia hii, nahisi kwamba hii ni teknolojia rahisi tu. Machoni mwao, kuna vifaa vingi sana ambavyo vinaweza kubuniwa kutoka kiwango cha kijenetiki kwa njia hii. Plastiki zinazoharibika, viungo, dawa mpya na chanjo, dawa za kuulia wadudu kwa magonjwa maalum, na hata matumizi ya kaboni dioksidi kutengeneza wanga… Nilianza kuwa na mawazo fulani kuhusu uwezekano unaoletwa na bioteknolojia.
Kusoma, kuandika, na kurekebisha jeni
DNA hubeba taarifa zote za uhai kutoka chanzo, na pia ni chanzo cha maelfu ya sifa za uhai.
Siku hizi, wanadamu wanaweza kusoma kwa urahisi mfuatano wa DNA na kuunganisha mfuatano wa DNA kulingana na muundo. Katika mkutano huo, nilisikia watu wakizungumzia teknolojia ya CRISPR ambayo ilishinda Tuzo ya Nobel ya Kemia ya 2020 mara nyingi. Teknolojia hii, inayoitwa "Mkasi wa Uchawi wa Maumbile", inaweza kupata na kukata DNA kwa usahihi, na hivyo kufanikisha uhariri wa jeni.
Kulingana na teknolojia hii ya uhariri wa jeni, kampuni nyingi changa zimeibuka. Baadhi huitumia kutatua tiba ya jeni ya magonjwa magumu kama vile saratani na magonjwa ya kijenetiki, na baadhi huitumia kukuza viungo vya kupandikizwa kwa binadamu na kugundua magonjwa.
Teknolojia ya uhariri wa jeni imeingia katika matumizi ya kibiashara haraka sana hivi kwamba watu wanaona matarajio makubwa ya bioteknolojia. Kwa mtazamo wa mantiki ya maendeleo ya bioteknolojia yenyewe, baada ya usomaji, usanisi, na uhariri wa mfuatano wa kijenetiki kukomaa, hatua inayofuata ni kubuni kiasili kutoka kiwango cha kijenetiki ili kutoa vifaa vinavyokidhi mahitaji ya binadamu. Teknolojia ya biolojia ya kijenetiki pia inaweza kueleweka kama hatua inayofuata katika maendeleo ya teknolojia ya jeni.
Wanasayansi wawili Emmanuelle Charpentier na Jennifer A. Doudna walishinda Tuzo ya Nobel ya Kemia ya 2020 kwa teknolojia ya CRISPR.
"Watu wengi wamekuwa wakizingatia sana ufafanuzi wa biolojia ya sintetiki... Aina hii ya mgongano imetokea kati ya uhandisi na biolojia. Nadhani chochote kinachotokana na hili kimeanza kuitwa biolojia ya sintetiki." Tom Knight alisema.
Kwa kupanua kipindi cha muda, tangu mwanzo wa jamii ya kilimo, wanadamu wamechunguza na kuhifadhi sifa za wanyama na mimea wanazotaka kupitia ufugaji mseto na uteuzi mrefu. Biolojia ya sintetiki huanza moja kwa moja kutoka kiwango cha kijenetiki ili kutoa sifa ambazo wanadamu wanataka. Hivi sasa, wanasayansi wametumia teknolojia ya CRISPR kukuza mchele katika maabara.
Mmoja wa waandaaji wa mkutano huo, Mwanzilishi wa Qiji, Lu Qi, alisema katika video ya ufunguzi kwamba bioteknolojia inaweza kuleta mabadiliko makubwa duniani kama teknolojia ya awali ya mtandao. Hii inaonekana kuthibitisha kwamba Wakuu wa Mtandao wote walionyesha kupendezwa na sayansi ya maisha walipojiuzulu.
Watu wenye ushawishi mkubwa kwenye mtandao wote wanatilia maanani. Je, mwelekeo wa biashara wa sayansi ya maisha hatimaye unakuja?
Tom Knight (wa kwanza kutoka kushoto) na waanzilishi wengine wanne wa Ginkgo Bioworks | Ginkgo Bioworks
Wakati wa chakula cha mchana, nilisikia habari: Unilever ilisema mnamo Septemba 2 kwamba itawekeza euro bilioni 1 ili kuondoa mafuta ya visukuku katika malighafi za bidhaa safi ifikapo mwaka wa 2030.
Ndani ya miaka 10, sabuni ya kufulia, sabuni ya kufulia, na bidhaa za sabuni zinazozalishwa na Procter & Gamble zitaanza kutumia malighafi za mimea au teknolojia ya kukamata kaboni polepole. Kampuni hiyo pia ilitenga euro bilioni 1 nyingine kuanzisha mfuko wa kufadhili utafiti kuhusu bioteknolojia, kaboni dioksidi na teknolojia zingine ili kupunguza uzalishaji wa kaboni.
Watu walioniambia habari hii, kama mimi niliyesikia habari hizo, walishangaa kidogo kwa kikomo cha muda cha chini ya miaka 10: Je, utafiti wa teknolojia na maendeleo hadi uzalishaji wa wingi utatimizwa kikamilifu hivi karibuni?
Lakini natumaini itatimia.
Muda wa chapisho: Desemba-31-2021