պատկերի հեղինակային իրավունքը. Thermo Fischer Scientific

5 Ոգեշնչող եղանակներ Սինթետիկ կենսաբանությունը հեղափոխություն կկատարի սննդի և գյուղատնտեսության մեջ

Սինթետիկ կենսաբանությունը գիտության ամենաարագ զարգացող և հետաքրքրաշարժ ոլորտներից մեկն է և հաջորդ սերնդի նորարարության հիանալի օրինակ: Սինբիոն թույլ է տալիս մեզ ձևավորել բնական համակարգեր և նույնիսկ զրոյից ստեղծել բոլորովին նորերը:

Հետազոտողները, ինժեներներն ու ձեռներեցներն արդեն օգտագործում են սինբիոն որոշ ոգեշնչող ձևերով: Անցած մի քանի տարիներին նրանք ստեղծեցին արհեստական ​​ֆոտոսինթեզման գործընթաց ՝ ինժեներական բակտերիաներ ՝ քաղցկեղի բջիջները ներխուժելու համար, և նույնիսկ գյուղատնտեսական թափոնները վերածում են էկոլոգիապես մաքուր քիմիական նյութերի, և այս օրինակները հազիվ են քերծում մակերեսը: Սինթետիկ կենսաբանության համաշխարհային շուկան արագորեն աճում է, և կանխատեսվում է, որ մինչև 2018 թվականը կաճի մինչև 16 միլիարդ դոլար:

Newանկացած նոր կամ խանգարող տեխնոլոգիա, որը սպառնում է ստատուս քվոն, կարող է խառնաշփոթ առաջացնել և նույնիսկ հակասություններ առաջացնել, բայց սինբիոյի դեպքում ես ոգևորված եմ նրա ներուժով `օգնելու լուծելու սննդի և գյուղատնտեսության արդյունաբերության մեջ մեր առջև ծառացած որոշ խոշորագույն խնդիրներ:

Thought For Food Foundation- ում իմ աշխատանքի և հետազոտության մեջ ես առաջին անգամ տեսա, թե ինչպես են աշխարհում նորարարները մոտենում այս ոլորտին ձեռնարկատիրական մտածելակերպի հետ `միավորելով կարգապահությունները, խճճված ենթադրությունների արմատախիլը և խրախուսելով բացությունն ու գործակցությունը` դրական ազդեցություն ստեղծելու համար, մասնավորապես սննդի անվտանգության ոլորտում:

Ահա սինթետիկ կենսաբանության ամենահիասթափեցուցիչ եղանակներից հինգը `սննդի և յուղի արդյունաբերությունը վերափոխելը, և ճանապարհ է հարթում դեպի ապագա, որում մենք կարող ենք արմատախիլ անել քաղցն ու անբավարար սնունդը` միաժամանակ պաշտպանելով և բարելավելով մեր միջավայրը:

1. Մենք կարող ենք տնկել բույսեր գետնից վերևից:

Պատկերացրեք փողոցային լամպերի տեղում վառվող ծառեր: Սունկ, որը վերածվում է կահույքի: Բերք, որոնք ավելի քիչ թունաքիմիկատներ են պահանջում և դիմադրում են երաշտին: Սրանք ընդամենը մի քանի եղանակներ են, որոնց միջոցով մենք կարող ենք զարգացնել ավելի կայուն և հուզիչ ապագա `օգտագործելով բույսերում սինթետիկ կենսաբանության մոտեցումները:

Մենք մտնում ենք կենսաբանական դարաշրջան: Եթե ​​անցած տասնամյակները սահմանվել են արդյունաբերական և թվային հեղափոխություններով, ապագան ամեն ինչ վերաբերում է կենսաբանությանը աշխատել մեզ և մեզ համար:

Սինթետիկ կենսաբանությունը մեզ հնարավորություն է տալիս կիրառել նախագծման և ինժեներական սկզբունքներ բույսերի գիտության մեջ: Մենք կարող ենք մատնանշել այն, ինչ մենք ուզում ենք անել բույսերը, իսկ հետո ստեղծենք այդ գործընթացը `ճշգրիտ կենսաբանական համակարգերի ինժեներական օգնությամբ:

Կենսաբանությունը հետևում է համակարգչային արդյունաբերության ընդհանուր հետքերին. Բացառությամբ այս դեպքում, ԴՆԹ-ն մեր ծրագրավորման լեզուն է: Գենոմի հաջորդականացման միջոցով մենք կարող ենք կարդալ ԴՆԹ-ն, որը մեզ տալիս է շատ կարևոր տեղեկություններ: Այս տեղեկատվությունը կարդալուց հետո մենք պետք է հասկանանք, թե ինչ է ասում կոդը: Մեքենաների ուսումը և տվյալների վերլուծությունը մեզ օգնում են այս առումով, բայց կոդ գրելն այն է, որտեղ այն առավել հետաքրքիր է դառնում: Ի վերջո, գրելն այն է, որտեղ մենք կարող ենք օգտագործել մեր երևակայությունները և լինել ստեղծագործ:

Առաջին օրերին ԴՆԹ-ի վերամշակումը դանդաղ և դժվար էր: Բայց տեխնոլոգիան ամեն օր արագանում է, ավելի լավ և էժանանում: Ձեզ նույնիսկ լաբորատորիա հարկավոր չէ. Ամեն ինչ թվային է: Ծրագրային գործիքները, որոնք համակցված են գենոմի խմբագրման տեխնոլոգիաների հետ, թույլ են տալիս մեզ անել այնպիսի բաներ, որոնք պարզապես անհնար էր պատկերացնել ընդամենը 15 տարի առաջ:

2. Մենք կարող ենք գտնել էթիկական, կայուն և արդյունավետ լուծումներ մեր սննդի կարիքների համար:

Սինթետիկ կենսաբանությամբ մենք կարող ենք վերաիմաստավորել այն ամենը, ինչ մենք գիտենք սննդի արտադրության մասին: Օրինակ ՝ մենք կարող ենք կովի կաթ արտադրել ՝ առանց իսկական կովի կարիք ունենալու, կամ հավերը չեն դրել ձվերը: «Real Vegan Cheese» կոչվող մի ընկերություն բաղկացած է կենսաբանների թիմից, որոնք ստեղծում են մի նյութեր, որոնք ունեն նույն մոլեկուլային ինքնությունը, ինչպես կովի կաթը: Այս կաթն այնուհետև օգտագործվում է Vegan պանիր պատրաստելու համար `մի պանիր, որը պատրաստված է իրական կովի կաթից, պատրաստ է միայն կենդանիների զրոյական ներգրավմամբ:

Այնուհետև կա «Նոր բերք» նախաձեռնությունը: Իշա Դատարի գլխավորությամբ ՝ ուժի կին, ես հնարավորություն ունեցա բեմը կիսել վերջերս Փարիզում ՝ Hello Tomorrow գագաթնաժողովում, այս կազմակերպությունը ֆինանսավորում է բաց, հասարակական, համագործակցային հետազոտություններ ՝ իրականացնելու համար կենդանիների արտադրանքների արտադրություն ՝ առանց իրական կենդանիների: Նրանց նախագծերից ոմանք ներառում են Perfect Day Foods, մի ընկերություն, որն առանց կովի կաթնամթերք է պատրաստում. Clara Foods, որոնք բջջային մշակույթ են օգտագործում ձվի սպիտակուց պատրաստելու համար; և թռչնաբուծական հետազոտությունների նախագիծ ՝ նպատակ ունենալով հնդկահավ և հավի միս առանց կենդանիների արտադրություն:

Սինթետիկ կենսաբանությունը օգնում է մեզ օպտիմալացնել անտեսանելիը:

Բջջային գյուղատնտեսությունն ունի անսպառ հնարավորություններ, ներառյալ `ավելի երկար պահեստային տևողություն ունեցող սննդանյութերով ավելի սննդանյութեր պատրաստելու ունակությունը, ինչպես նաև հատուկ օգտագործման և նախասիրությունների համար հարմարեցված կերակուրները, ինչպիսիք են` ավելի ցածր հագեցած ճարպով միս, կաթնաշաքարից ազատ կաթ, խոլեստերինից ազատ ձու: , կամ ձվի սպիտակուցները, որոնք հատուկ նախատեսված են տարբեր թխած ապրանքների համար, ինչպիսիք են meringues կամ փափկամազ հրեշտակների սննդի տորթեր:

3. Մենք կարող ենք սնունդն ավելի անվտանգ և սննդարար դարձնել:

Սինթետիկ կենսաբանությունը օգնում է մեզ օպտիմալացնել անտեսանելիը: Մենք կարող ենք բարելավել համն ու սննդային հատկությունները և ստեղծել նոր կերակուրներ, ինչպիսիք են ջրիմուռի կարագը և հիպոալերգենային գետնանուշը: Մենք կարող ենք օգնել բույսերին աճել ավելի քիչ ջրով կամ հողով, և արտադրության մակարդակում գերզգայուն համակարգեր ձևավորել, որպեսզի մեր ուտելիքներն ավելի ապահով պահեն:

Մեկ ընկերություն ՝ Sample6- ը, նախքան դարակաշարերը կպնելը, աշխատանքներ է տանում սննդում հնարավոր սպառնացող մանրեները հայտնաբերելու և վերացնելու ուղղությամբ: Դրա ինտեգրված համակարգերը արագ և հեշտությամբ հայտնաբերում են վնասակար կամ անցանկալի մանրէներ արտադրանքի մեջ `արդյունաբերության լայն տեսականի ունենալու համար` ներառյալ սնունդն ու առողջապահությունը: Օրինակ ՝ նրանք մշակել են փորձարկման հավաքածու, որը կարող է հայտնաբերել Listeria- ն, մինչ սննդամթերքը դեռ գտնվում է վերամշակման գործարանում: Նման կոմպլեկտները արդյունքներ են տալիս ընդամենը երեք-չորս ժամվա ընթացքում, մինչդեռ ավանդական գործընթացը կարող է տևել մինչև 48 ժամ:

Հետաքրքիր ընկերությունը, որն աշխատում է սնունդն ավելի սննդարար հարստացնելու համար, Unibiome- ն է (նախկինում Peer-to-Peer Probiotics), 2015 թ. TFF մարտահրավերների եզրափակիչ փուլը: Դրանք ինժեներական մանրէներ են `բարելավելու վիտամին պարունակությունը ֆերմենտացված մթերքների մեջ, ինչպիսիք են մածունը, պանիրը և հացահատիկային սննդի վրա: Քանի որ սրանք ամբողջ աշխարհում ավանդական սնունդ են, ավելի առողջ մանրէաբանական պարունակությամբ վարկածներ ստեղծելը կապահովի ավելի շատ մարդկանց տարբեր շրջաններում ունենալ կենսական կարևոր սննդանյութեր: Ընկերությունը կառուցում է բաց կոդով, հասակակիցների հետ փոխանակման մոդել, որպեսզի տարածի դրանց պրոբիոտիկները զարգացող երկրներում:

4. Յուրաքանչյուր ոք, ներառյալ և դուք, ունի այս տեխնոլոգիայի հետ աշխատելու գործիքներ:

Ինձ համար սինբիոյի առավել ոգեշնչող կողմն այն է, որ անհատներն ու նորաստեղծները, ոչ թե մեծ բազմազգությունները, այս ոլորտի կանխատեսումներն են: DIY- ով (արեք ինքներդ ձեզ) շարժումը նոր թափ ստացավ այս տարածքում `նպատակ ունենալով ավելի շատ մարդկանց հնարավորություն ընձեռել սին բիո մոտեցումներ կիրառել` բարձրացված բացության և փոխանակման միջոցով: (ստուգեք վարքագծի կանոնագրության DIY Bio ծածկագիրը, որն իր մեջ ներառում է կրթության, թափանցիկության և պատասխանատվության գրավական:)

DIY bio լաբորատորիաները, ինչպիսիք են BioCurious- ը և Genspace- ը, աճում են ամբողջ աշխարհում: Որոշ կոմպոզիցիաներ նույնիսկ առաջարկում են սպառողական մակարդակի արտադրանքներ և նյութեր, որոնք պարունակում են նյութեր, որպեսզի յուրաքանչյուրը կարողանա փորձեր կատարել և խաղալ կենսաբանության հետ ՝ առանց լաբորատորիա մուտք գործելու անհրաժեշտության: Օրինակ, Amino Labs- ն ունի սիմուլյատոր, որը հնարավորություն է տալիս դառնալ վիրտուալ կենսատեխնիկա և ուղարկում մի հանդերձանք, որը թույլ է տալիս ստեղծել ձեր սեփական լաբորատորիան: Նմանապես, Odin- ն առաջարկում է DIY մանրեների գենային ինժեներական CRISPR հանդերձանք, որը սովորեցնում է մոլեկուլային կենսաբանություն և գեների ինժեներական տեխնիկա `բավարար քանակությամբ նյութով, տան հինգ փորձեր անցկացնելու համար: Այնուհետև կա Bento Labs- ն, որն առաջարկում է բջջային ԴՆԹ-ի լաբորատորիա, որը թույլ է տալիս ձեզ արդյունահանել, պատճենել և պատկերացնել ԴՆԹ-ն `ուր ուզեք:

Սինբիոյի ժողովրդավարացումը նորարարներին հնարավորություն է տալիս «խաղալ իրենց սննդի հետ» այնպիսի եղանակներով, որոնք նախկինում պարզապես պատկերացված չէին, նույնիսկ թարմացնել և կատարելագործել, թե ինչպես ենք տանը կերակուր պատրաստում սպառման համար: Ընկղմելու բաղնիքների նման մոլեկուլային գաստրոնոմիան և գիտության վրա պատրաստված պատրաստման տեխնիկան պարզապես սկիզբն են: Իմ ընկեր Johnոն Քամբերսը, ով հիմնադրեց SynBioBeta- ը ՝ սինթետիկ կենսաբանության ոլորտի գործունեության հանգույցը, հատկապես ոգևորված է ֆերմենտացման ազդեցությամբ սննդի ապագայի վրա: «Կոմբուչայից մինչև գարեջուր և պանիր, իսկապես հուզիչ է միկրոբների պատրաստումը մեր կերակուրը պատրաստելու և համեմունքներ և հյուսվածքներ պատրաստելու համար խմորիչի և մանրէների ներսում», - ասաց նա:

Ապագայում յուրաքանչյուր ոք, ցանկացած վայրում կարող է գաղափարներ ունենալ և դրանք վերածել իրականության, այնպես որ մենք այսօր կարող ենք արագ ստեղծել բջջային հավելվածներ:

5. Սա հենց սկիզբն է: Նորարարության ալիք է մեզ վրա:

Մրցույթները խթանում են նաև երիտասարդ նորարարների համայնքները, որոնք հետաքրքրված են սինթետիկ կենսաբանության ոլորտում աշխատելով և համագործակցելով:

Իհարկե, կա մեր TFF մարտահրավերը (ավելին իմանալ այստեղ), որտեղ մենք ակտիվորեն փնտրում ենք synbio նախագծեր:

Մեկ այլ մրցույթ, որը հատուկ ուղղված է նոր մտքի ներգրավմանը և այս ոլորտում նոր գաղափարների ձևավորմանը, գենետիկորեն ինժեներների միջազգային (iGEM) մրցույթն է, որն ուսանողներին խրախուսում է աշխատել և կառուցել կենսաբանական համակարգերի շրջանակներում: Մեր TFF թիմը ոգևորված է մասնակցելու iGEM jamboree- ին այս տարի, որը տեղի է ունենում Բոստոնում 2016-ի հոկտեմբերի 27-31-ը:

Նշում. Եթե դուք synbio գիտաշխատող եք կամ խանդավառ եք, և ցանկանում եք ձեր նորամուծությունը լաբորատորիաներից և իրական աշխարհից դուրս բերել, եկեք խոսեք մեզ հետ. Մենք կարող ենք օգնել: Անցյալ տարվա iGEM թիմը ՝ Peer-to-Peer Probiotics- ը (այժմ ՝ կոչվում է Unibiome), միացավ մեր մարտահրավերներին, շահեց դրամական պարգև և մասնակցեց արագացուցիչի Indie Bio- ին `ձեռք բերելու ավելի խորաթափանցություն և փորձ սկսելու իրենց ստարտափ ձեռնարկությունը զարգացնելու հարցում:

Եզրակացություն

Սինթետիկ կենսաբանությունը հիանալի զարգացող դաշտ է `մոլորակի առավել արդիական խնդիրներ լուծելու ներուժով: Այսպես ասած, ցանկացած պարադիգմային փոփոխություն իր մարտահրավերների հետ է գնում: Պետք է, որ որպես սկզբնական անդրադառնանք հասարակության ընկալման, էթիկայի և կառավարության կարգավորմանը վերաբերող հիմնական հարցերին:

Կրքոտ երիտասարդ նորարարների համար շատ տեղ կա `ներգրավվելու այս տեխնոլոգիայի ապագայի ձևավորման գործում: Ապագայում, որի ուղղությամբ մենք աշխատում ենք, յուրաքանչյուր տղամարդ, կին և երեխա ունի պատշաճ հասանելի անվտանգ և սննդարար սնունդ: Մենք ի վիճակի ենք կերակրել 9+ միլիարդ մարդու մոլորակ ՝ առանց վարկաբեկելու մեր բնական ռեսուրսները: Եվ ամեն օր, որ անցնում է, մենք հայտնաբերում ենք մեր սննդի համակարգերը բարելավելու նոր, զարմանալի եղանակներ:

ՆՇՈՒՄ! եթե ցանկանում եք ավելին իմանալ DIY կենսաբազային շարժման մասին, լսեք մեր TFF- ի հոլովակը `Hacker Values- ի վրա, որում ներկայացված է Դանիել Գրուշկինը GenSpace- ից և Biodesign Challenge- ից: