合成生物学者のトム・ナイトは「21世紀は工学生物学の世紀になるだろう」と述べた。彼は合成生物学の創設者の 1 人であり、合成生物学のスター企業である Ginkgo Bioworks の 5 人の創設者のうちの 1 人です。同社は9月18日にニューヨーク証券取引所に上場され、評価額は150億米ドルに達した。
トム ナイトの研究対象は、コンピューターから生物学に移りました。高校生の頃から夏休みを利用してMITでコンピュータやプログラミングを学び、その後学部、大学院もMITで過ごした。
トム・ナイト ムーアの法則が人間によるシリコン原子の操作の限界を予言していることに気づき、彼は生物に注目を向けました。「原子を適切な場所に配置するには別の方法が必要です…最も複雑な化学とは何でしょうか？それは生化学です。自己組織化し、必要な範囲内で集合するタンパク質などの生体分子を使用できると思います。結晶。"
工学的な定量的および定性的思考を使用して生物学的オリジナルを設計することは、新しい研究方法になりました。合成生物学は人類の知識の飛躍のようなものです。工学、コンピュータサイエンス、生物学などの学際的分野として、合成生物学の開始年は2000年と定められています。
今年発表された 2 つの研究では、生物学者向けの回路設計のアイデアが遺伝子発現の制御を実現しました。
ボストン大学の科学者は、大腸菌で遺伝子トグルスイッチを構築しました。このモデルは 2 つの遺伝子モジュールのみを使用します。外部刺激を調節することにより、遺伝子発現をオンまたはオフにすることができます。
同年、プリンストン大学の科学者らは 3 つの遺伝子モジュールを使用し、相互の阻害と阻害の解除を利用して回路信号に「発振」モード出力を実現しました。
遺伝子トグルスイッチの図
セルワークショップ
会議では、人々が「人工肉」について話しているのを聞きました。
コンピューター会議モデルに倣い、自由なコミュニケーションを目的とした「アンカンファレンス自主会議」では、ビールを飲みながらおしゃべりする人もいます。「合成生物学」で成功した製品にはどのようなものがありますか？インポッシブル・フードで「人工肉」について言及した人がいた。
インポッシブル・フード社は自らを「合成生物学」企業と呼んだことはないが、他の人工肉製品と区別する核となるセールスポイント、つまりベジタリアンミートに独特の「肉」の匂いを与えるヘモグロビンは、約20年前にこの会社から生まれたものだ。新興分野の。
関与する技術は、単純な遺伝子編集を使用して酵母に「ヘモグロビン」を生成させることです。合成生物学の用語を当てはめると、酵母は人々の望み通りに物質を生産する「細胞工場」となります。
肉はなぜあんなに真っ赤になり、食べると特別な香りがするのでしょうか？不可能な食べ物は、肉に豊富な「ヘモグロビン」であると考えられています。ヘモグロビンはさまざまな食品に含まれていますが、特に動物の筋肉に多く含まれています。
したがって、ヘモグロビンは、動物の肉を模倣するための「重要な調味料」として、会社の創設者で生化学者のパトリック・O・ブラウンによって選ばれました。この「調味料」を植物から抽出するために、ブラウン氏は根にヘモグロビンが豊富に含まれる大豆を選びました。
伝統的な製法では大豆の根から「ヘモグロビン」を直接抽出する必要があります。1キログラムの「ヘモグロビン」には6エーカーの大豆が必要です。植物の抽出にはコストがかかるため、インポッシブル・フードは新しい方法を開発しました。それは、ヘモグロビンを編集できる遺伝子を酵母に移植することで、酵母が増殖して複製するにつれてヘモグロビンが増加するというものです。例えるなら、微生物のスケールでガチョウに卵を産ませるようなものです。
植物から抽出したヘムが「人工肉」ハンバーガーに使われている
新しい技術により生産効率が向上し、植栽によって消費される天然資源が削減されます。主な製造原料は酵母、砂糖、ミネラルであるため、化学廃棄物がほとんどありません。考えてみれば、これはまさに「未来をより良くする」テクノロジーです。
この技術について話されると、単なる単純な技術だと感じます。彼らの目には、このように遺伝子レベルからデザインできる材料が多すぎると映ります。分解性プラスチック、香辛料、新薬やワクチン、特定の病気に対する殺虫剤、さらにはでんぷんを合成するための二酸化炭素の使用…バイオテクノロジーがもたらす可能性について、私は具体的な想像力を持ち始めました。
遺伝子の読み取り、書き込み、および変更
DNA は生命のすべての情報を源から伝えており、生命の何千もの特徴の源でもあります。
現在、人類は容易にDNA配列を読み取り、設計通りにDNA配列を合成することができます。カンファレンスでは、2020年のノーベル化学賞を受賞したCRISPR技術について人々が話しているのを何度も聞きました。「ジェネティック・マジック・シザー」と呼ばれるこの技術は、DNAを正確に見つけて切断し、遺伝子編集を実現する。
この遺伝子編集技術をもとに、多くのスタートアップ企業が誕生しています。癌や遺伝病などの困難な病気の遺伝子治療を解決するためにそれを使用する人もいますし、人体移植用の臓器を培養して病気を検出するためにそれを使用する人もいます。
遺伝子編集技術は急速に商業応用され、人々はバイオテクノロジーの大きな可能性を認識しています。バイオテクノロジーそのものの開発ロジックから見ると、遺伝子配列の読み取り、合成、編集が成熟したら、次の段階は当然、遺伝子レベルから設計して人間のニーズに応える材料を生み出すことになります。合成生物学技術は、遺伝子技術開発の次の段階として理解することもできます。
2人の科学者エマニュエル・シャルパンティエとジェニファー・A・ダウドナは、CRISPR技術により2020年のノーベル化学賞を受賞した。
「多くの人が合成生物学の定義にこだわってきました…工学と生物学の間でこの種の衝突が起こりました。ここから生じるものはすべて合成生物学と名付けられ始めたと思います。」トム・ナイトは言った。
時間スケールを拡大すると、農耕社会の始まり以来、人間は長い間の交配と選択を通じて、望む動植物の形質を選別し、保持してきました。合成生物学は、人間が望む形質を生成するために遺伝子レベルから直接始まります。現在、科学者たちはCRISPRテクノロジーを使用して実験室で米を栽培しています。
カンファレンスの主催者の1人であるQiji創設者のLu Qi氏は、冒頭のビデオで、バイオテクノロジーは以前のインターネット技術と同じように世界に広範な変化をもたらす可能性があると述べた。これは、インターネット CEO が全員、辞任時にライフ サイエンスへの関心を表明したことを裏付けるものと思われます。
インターネットの大物たちは皆注目しています。いよいよライフサイエンスのビジネストレンドが到来か？
トム ナイト (左から 1 人目) と他の 4 人のギンコ バイオワークス創設者 |イチョウバイオワークス
昼食中に、私はあるニュースを聞いた。ユニリーバは9月2日、クリーン製品の原材料における化石燃料を2030年までに段階的に廃止するために10億ユーロを投資すると発表した。
10 年以内に、プロクター・アンド・ギャンブルが製造する洗濯洗剤、粉末洗剤、石鹸製品には、植物原料や炭素回収技術が徐々に採用されることになります。同社はまた、炭素排出量を削減するためのバイオテクノロジー、二酸化炭素、その他の技術の研究に資金を提供する基金を設立するためにさらに10億ユーロを確保した。
このニュースを聞いた私と同じように、このニュースを教えてくれた人たちは、10年足らずというタイムリミットに少し驚きました。「技術の研究開発から量産まで、そんなに早く実現するのか？」。
しかし、それが実現することを願っています。
投稿時間: 2021 年 12 月 31 日