Саморазвитие [wondrium] Синтетическая Биология: Необычные Новые Миры Жизни (2022)

[wondrium] Синтетическая Биология: Необычные Новые Миры Жизни (2022)



Более века назад французский биолог написал книгу под названием « Синтетическая биология », в которой предложил радикальную программу имитации систем жизни с помощью небиологических молекул. Он мало продвинулся, и его работа канула в безвестность. Но прогресс в знаниях с тех пор позволяет выйти далеко за пределы его честолюбивой мечты, не только имитируя жизнь, но и ремонтируя ее, трансформируя и даже создавая новые формы жизни. Революционная область синтетической биологии уже имеет в своем активе значительные достижения — в области лечения, продовольствия и сельского хозяйства, а также материаловедения. Кроме того, исследователи усердно работают над удивительными проектами, такими как:

• ДНК-компьютеры : одна клетка может содержать весь код для сборки организма, такого как человек. Компьютер, использующий «накопитель» ДНК, теоретически может хранить все мировые данные всего на нескольких кубических футах пространства. Синтетическая биология предоставит механизм чтения и записи.
• Вымирание : сценарий « Парка Юрского периода» может ожить — не с динозаврами, чья ДНК слишком деградировала, а с более недавними вымершими существами, такими как шерстистые мамонты. Возрожденный вид объединил бы оригинал с живыми родственниками, например, слонами.
• Ксенобиология : ДНК представляет собой комбинацию элементов, выбранных эволюцией в качестве носителя генетической информации. Нет никаких причин, по которым другие комбинации невозможны, что повышает вероятность появления всех видов организмов с новыми, даже инопланетными способностями.

Мы живем в золотой век прорывов в науках о жизни, особенно в области синтетической биологии. В 18 подробных получасовых лекциях, предназначенных для людей, не являющихся учеными, книга «Синтетическая биология: необычайные новые миры жизни» объясняет, что такое синтетическая биология, что она сделала и что может ожидать в захватывающем будущем. Преподаваемый профессором Милтоном Малдроу из Уилмингтонского университета, курс также рассматривает глубокие этические вопросы, которые возникают, когда ученые обладают способностью создавать жизнь.

Инструменты синтетической биологии
С момента открытия двойной спирали ДНК в 1953 году многие загадки жизни постепенно уступали место науке. Вехи включают доказательство того, что генетическая информация передается от ДНК к РНК и белкам в 1958 году; объединение фрагментов ДНК из разных источников для получения рекомбинантной ДНК в 1972 году; первые опыты генной инженерии в 1973 г.; и расшифровка генома человека в период с 1990 по 2003 год.

Эти и другие разработки дали исследователям инструменты для управления жизнью на уровне генов, которые представляют собой единицы ДНК, выполняющие определенные функции. В этом курсе вы узнаете, что синтетическая биология возникла в результате растущей способности манипулировать механизмами жизни с помощью таких методов, как:

• CRISPR : CRISPR, признанный технологией, меняющей мир, представляет собой точный инструмент редактирования генов, за который его первооткрыватели были удостоены Нобелевской премии по химии 2020 года. Он произвел революцию в терапии рака и других методах лечения, и теперь его используют для решения экологических проблем и множества других разнообразных применений.
• Направленная эволюция . Еще одно открытие, удостоенное Нобелевской премии, — это направленная эволюция, процесс, который значительно ускоряет эволюцию. Идея состоит в том, чтобы производить белки с желаемыми свойствами, позволяя природе делать всю работу. Путь природы часто работает таким образом, который было бы невозможно предсказать.
• Метаболическая инженерия : регулируя метаболизм клеток, чтобы сделать их более эффективными, ценные продукты, такие как инсулин, могут синтезироваться в больших количествах, превращая живые организмы в клеточные фабрики. Сегодня синтетическая биология дает толчок метаболической инженерии для создания нового мира продуктов и лекарств.

Д-р Малдроу также рассказывает об использовании синтетической биологии в производстве текстиля, сельском хозяйстве и регенеративной медицине и объясняет, как она значительно ускорила реакцию на пандемию COVID-19 в 2020 году. Как только китайские исследователи передали цифровую черновую версию генетический код, ученые всего мира получили возможность быстро воспроизвести его для изучения. Не было необходимости в выделении вируса от пациента, и исследователям не нужно было ждать, чтобы получить полный образец из удаленной лаборатории. Вместо этого они могли бы использовать синтетическую биологию для немедленного создания полного генома вируса и приступить к разработке вакцины.

Опасности неправильного использования
Мощные инструменты имеют большой потенциал для неправильного использования, и синтетическая биология не является исключением. Профессор Малдроу выделяет некоторые тревожные возможные сценарии, в том числе:

• Эмбриональная инженерия : генная терапия позволяет устранять генетические заболевания в их источнике. Но этот метод также увеличивает шансы на создание дизайнерских детей с любыми чертами, которые считаются выгодными; создание, например, супергениев, спортсменов или солдат. Это поднимает глубокие социальные и этические вопросы.
• Генный драйв: Генный драйв — это механизм распространения гена или группы генов в популяции. Это может быть сделано для благородных целей, таких как искоренение болезней, но также и как часть войны. Более того, генный драйв может непреднамеренно выйти из-под контроля, уничтожив целые виды.
• Синтетическая вирусология : способность создавать вирусы имеет огромный потенциал для пользы общества. Но в неумелых руках эта технология может стать разрушительной, что приведет к возрождению таких бедствий, как оспа. Более того, невинная ошибка одного исследователя могла иметь катастрофические последствия.

Уже приняты меры по снижению некоторых из этих рисков. Но, учитывая скорость изменений в синтетической биологии и почти безграничные возможности причинения вреда, можно сделать гораздо больше, как рассуждает профессор Малдроу.

Революция в процессе
Живя в условиях революции, трудно понять, куда идут дела и насколько основательно изменится общество. Д-р Малдроу сравнивает нынешние стремительные успехи синтетической биологии с кембрийским взрывом полмиллиарда лет назад, когда многие из нынешних ветвей жизни внезапно появились в летописи окаменелостей. В то время увеличение кислорода в атмосфере за счет фотосинтеза; накопление молекулярных и физических приспособлений в организмах; разнообразие видовых отношений; а появление твердых частей тела у животных, наряду с другими факторами, снабдило эволюцию новыми переменными, с которыми можно было играть. Настало время радикальных перемен.

«Это напоминает мне о нынешнем состоянии синтетической биологии, — говорит профессор Малдроу. «В науке так много конвергентных технологий, методов и возможностей, что то, что произойдет в ближайшие десятилетия, вероятно, будет по-настоящему преобразующим». Synthetic Biology: Life's Extraordinary New Worlds — ваш проницательный, доступный и увлекательный путеводитель по этой продолжающейся революции, которая затронет всех нас.
Материал на английском языке

Подробнее:

Для просмотра ссылок необходимо выполнить Вход или Регистрация

Нажмите для раскрытия...

Скачать: