Рубрики
На прошлой неделе группа из 150 приглашенных экспертов собрались в Гарварде. За закрытыми дверями они обсудили возможности для проектирования и строительства полного генома человека с нуля, используя только компьютер, синтезатор ДНК и сырья. Затем искусственный ген будет вставлен в живой человеческой клетке для замены природных ДНК. Мы надеемся, что в ячейке будет «перезагрузка», изменение своего биологического процесса работы на основании поручений искусственной ДНК.
Иными словами, скоро мы сможем увидеть первые «искусственного человека».
Но, цель не просто создать человека 2.0. В рамках этого проекта, «ПГП-писать: для тестирования крупных синтетический геном в клетки, ученые надеются на развитие инновационных и мощных инструментов, которые будут толкать синтетической биологии экспоненциального роста в промышленных масштабах. Если успешно, то не только приобретете биологических средств для конструирования человеческой форме: мы получим возможность переделать мир живых.
Создание жизни
Синтетическая биология-это брак между принципами инженерии и биотехнологии. Если секвенирование ДНК предназначена для чтения ДНК и генной инженерии для изменения ДНК и синтетическую биологию — программирование новых ДНК, независимо от его первоначального источника, с целью создания новых форм жизни.
Синтетические биологи увидеть ДНК и ДНК из стандартных биологических строительных блоков, которые могут быть использованы, как они пожалуйста, чтобы создавать и изменять живые клетки.
В этом районе есть концепт-дизайнер, говорит д-р Джей Кислинг, Пионер в синтетической инженерии Калифорнийского университета в Беркли. «Когда ваш жесткий диск умирает, вы можете пойти в ближайший компьютерный магазин и купить новые, заменить старые», — говорит он. — Почему бы нам не использовать биологические части таким же образом?».
Для ускорения прогресса в этой области, Кислинг и его коллеги собираются на базе стандартных кусков называют BioBricks ДНК («bicibici»). Его можно использовать как элементы головоломки и сбор генетического материала, доселе невиданного в природе.
Кислинг и другие в области синтетической биологии-это как разработка нового языка программирования. Клетки аппаратного обеспечения, «железа», а ДНК-это программа, которая позволяет работать. Имеет достаточно знаний о том, как работают гены, синтетические биологи надеюсь, что смогу написать генетическую программу с нуля, чтобы создать новые организмы, чтобы изменить свою природу, и даже руководство по человеческой эволюции в новом направлении.
Как генной инженерии, синтетической биологии дает ученым возможность экспериментировать с природной ДНК. Разница в масштабе, расположение генов процесс «вырезать и вставить», который добавляет новых генов или изменение букв в уже существующих генов. Иногда изменения не так уж и много.
Синтетическая биология, с другой стороны, создавая гены с нуля. Это дает ученым более широкие возможности для внесения изменения в генах, или даже создать свой собственный. Возможности практически безграничны.
Biomedicaments, биотопливо, биологии
Взрыв синтетической биологии за последние десять лет принесли результаты, которые вызвали восторг как ученых, так и корпораций. Еще в 2003 году, Кислинг опубликовал 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 доходность по-прежнему очень низкий.
Кислинг понимают, что синтетическая биология предлагает способ обойти процесс уборки в целом. С вводом нужных генов в клетках бактерий, рассуждал он, можно превратить эти клетки в машины для производства артемизинина и обеспечить за свой счет новый богатый источник наркотиков.
Это было очень трудно. Ученых надо строить совершенно новый путь в клетки, обеспечивая процесс химических веществ, которые он никогда не знал прежде. С проб и ошибок, ученые собрали воедино огромное количество генов у разных организмов в одной упаковке ДНК. Установив этот пакет в E. coli — бактерии E. coli широко используется в лабораториях для производства химических веществ — они создают новый путь для развития бактерий, что позволило ей выделяют артемизинина.
До сих пор крутят немного нужно ума, Кислинг и его команда сумели увеличить производство до одного миллиона и снизить цену в десять раз препарат.
Артемизинин был лишь первый шаг в огромной программе. Этот препарат углеводороды, которые относятся к семейству молекул, которые часто используются для производства биотоплива. Почему бы не применить тот же процесс для производства биотоплива? Замена гены, которые бактерии производят артемизинина, гены по добыче углеводородов на биотопливо, ученые много микробов, которые превращают сахар в топливо.
Аграрный сектор является другой отрасли, которая может получить огромное преимущество синтетической биологии. Теоретически, мы могли бы взять гены, ответственные за фиксацию азота в бактерии и разместить их в клетках наших культур и полностью изменить процесс физического роста. При правильной комбинации генов, мы можем выращивать урожай с полным спектром питательных веществ, который требует меньше воды, земли, энергии и удобрений.
Синтетическая биология может быть применено для производства принципиально новых продуктов питания, например, ароматы с помощью ферментации модифицированных дрожжей или веганский сыр и другие молочные продукты, разработан без использования животных.
«Мы должны уменьшить выбросы углерода и вредных веществ, использовать меньше земли и воды, борьба с вредителями и повышения плодородия почв», — говорит доктор Памела Рональд, профессор университета 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 исключительно специально разработанных ДНК.
Главное препятствие сейчас-это технологии. Синтез ДНК в настоящее время очень дорогой, медленный и подвержен ошибкам. Большинство существующих методов сделать последовательность ДНК из 200 букв; нормальные гены в десять раз длиннее. Геном человека содержит около 20 000 генов, которые производят белки. Но последние десять лет стоимость синтеза ДНК быстро уменьшается.
По словам доктора Дрю Энди, генетики Стэнфордского университета, стоимость секвенирования отдельных букв с $ 4 в 2003 году, сегодня упала до 3 центов. Расчетная стоимость для печати 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 эта тенденция останется на том же уровне.
В 90-х годах Крейг Вентер, известный за его ведущую роль в секвенировании генома человека начали искать минимальный набор генов, необходимых для создания жизни. Вместе с коллегами из Института исследования генома Вентер удалить гены из бактерии Микоплазма гениталиум, чтобы выявить, критически важные для жизни.
В 2008 году Вентер собрались эти «критические гены» новый «минимальный» геном суп химических веществ, синтезе ДНК.
Несколько лет спустя, Вентер пересадили искусственный геном в бактерии. Гены прижились и «сброс» клетки, позволяя ему расти и размножаться — это был первый организм с полностью искусственным геномом.
От бактерий до человека
Если новая компания получит финансирование, он будет повторять эксперименты Вентер использовать наш собственный геном. Учитывая, что в геноме человека составляет около 5000 раз больше, чем бактерии Вентер, трудно сказать насколько сложнее может такого синтеза.
Даже если ничего не произойдет, отрасль получит ценный опыт. По словам доктора Джорджа черча, ведущий генетики Гарвардской школы медицины, этот проект может открыть технологические достижения, которые позволят улучшить свои способности синтезировать длинные цепи ДНК. Церковь также подчеркивает, что основной целью проекта является развитие технологии.
Однако встреча ученых вызвало много скептических замечаний. Однако этот проект может в один прекрасный день привести к созданию «дизайнерских младенцев», и даже люди. Родители такие люди могут быть компьютеры. Это только в будущем, но это страшно: Это безопасно, чтобы изменить жизнь или создавать ее? Кто будет владеть этой технологией? Что делать с жизнью, которая оказалась неудачной? Не создаст ли все это является дискриминацией и неравенством?
Готов ли мир к созданию искусственной жизни?
Илья Хель