합성생물학자인 톰 나이트(Tom Knight)는 “21세기는 공학생물학의 세기가 될 것”이라고 말했다.그는 합성생물학의 창시자 중 한 명이자, 합성생물학 분야의 스타 기업인 은행나무 바이오웍스(Ginkgo Bioworks)의 창립자 5명 중 한 명입니다.회사는 9월 18일 뉴욕 증권 거래소에 상장되었으며, 기업 가치는 150억 달러에 달했습니다.
Tom Knight의 연구 관심 분야는 컴퓨터에서 생물학으로 옮겨졌습니다.그는 고등학교 때부터 여름방학을 이용해 MIT에서 컴퓨터와 프로그래밍을 공부했고, 학부와 대학원도 MIT에서 보냈다.
Tom Knight 무어의 법칙이 실리콘 원자에 대한 인간의 조작 한계를 예측했다는 사실을 깨닫고 그는 생명체에 관심을 돌렸습니다."원자를 올바른 위치에 놓기 위해서는 다른 방법이 필요하다… 가장 복잡한 화학이 무엇인가? 생화학이다. 단백질 등 필요한 범위 내에서 자기조립, 조립이 가능한 생체분자를 이용할 수 있지 않을까 상상해본다. 결정화."
생물학적 원본을 디자인하기 위해 공학적 정량적, 질적 사고를 사용하는 것은 새로운 연구 방법이 되었습니다.합성 생물학은 인간 지식의 도약과 같습니다.공학, 컴퓨터공학, 생물학 등의 학제간 융합분야로서 합성생물학의 원년을 2000년으로 정하였다.
올해 발표된 두 연구에서 생물학자를 위한 회로 설계 아이디어는 유전자 발현 제어를 달성했습니다.
보스턴 대학의 과학자들은 대장균에 유전자 토글 스위치를 구축했습니다.이 모델은 두 개의 유전자 모듈만 사용합니다.외부 자극을 조절함으로써 유전자 발현을 켜거나 끌 수 있습니다.
같은 해 프린스턴 대학의 과학자들은 3개의 유전자 모듈을 사용하여 이들 사이의 상호 억제 및 억제 해제를 사용하여 회로 신호에서 "진동" 모드 출력을 달성했습니다.
유전자 토글 스위치 다이어그램
세포 워크숍
회의에서 사람들이 '인공고기'에 대해 이야기하는 것을 들었습니다.
무료 의사소통을 위한 "언컨퍼런스 자체 조직 컨퍼런스"인 컴퓨터 회의 모델을 따라 일부 사람들은 맥주를 마시고 채팅합니다. "합성 생물학"에는 어떤 성공적인 제품이 있습니까?임파서블푸드에서 누군가 '인공고기'를 언급했다.
임파서블푸드는 결코 스스로를 '합성생물학' 회사라고 칭한 적이 없지만 다른 인공육류 제품과 구별되는 핵심 셀링 포인트, 즉 채식 고기 특유의 '고기' 냄새를 내는 헤모글로빈이 약 20년 전 이 회사에서 나온 것이다.신흥 학문 분야.
관련된 기술은 효모가 "헤모글로빈"을 생성할 수 있도록 간단한 유전자 편집을 사용하는 것입니다.합성생물학이라는 용어를 적용하면 효모는 사람의 희망에 따라 물질을 생산하는 '세포 공장'이 된다.
고기를 그렇게 빨갛게 만들고 맛을 볼 때 특별한 향이 나는 이유는 무엇입니까?임파서블 푸드는 고기에 풍부한 "헤모글로빈"이 들어 있는 것으로 간주됩니다.헤모글로빈은 다양한 식품에서 발견되지만 특히 동물 근육에서 그 함량이 높습니다.
따라서 회사 창립자이자 생화학자인 Patrick O. Brown은 헤모글로빈을 동물 고기 시뮬레이션을 위한 "핵심 조미료"로 선택했습니다.브라운은 이 "조미료"를 식물에서 추출하여 뿌리에 헤모글로빈이 풍부한 대두를 선택했습니다.
전통적인 생산 방식에서는 대두 뿌리에서 "헤모글로빈"을 직접 추출해야 합니다.1kg의 "헤모글로빈"에는 6에이커의 대두가 필요합니다.식물 추출에는 비용이 많이 들기 때문에 Impossible Food는 새로운 방법을 개발했습니다. 헤모글로빈을 합성할 수 있는 유전자를 효모에 이식하면 효모가 성장하고 복제됨에 따라 헤모글로빈이 성장하게 됩니다.비유하자면 이는 거위가 미생물 수준에 알을 낳도록 하는 것과 같습니다.
식물에서 추출한 헴은 '인공고기' 버거에 사용된다.
새로운 기술은 생산 효율성을 높이는 동시에 식재에 소비되는 천연 자원을 줄입니다.주요 생산원료는 효모, 설탕, 미네랄이기 때문에 화학 폐기물이 많지 않습니다.생각해보면 이것은 정말 "더 나은 미래를 만드는" 기술이다.
사람들이 이 기술에 대해 이야기할 때 나는 이것이 단지 단순한 기술이라는 느낌을 받는다.그들의 눈에는 유전자 수준에서 이런 식으로 설계할 수 있는 물질이 너무 많다.분해성 플라스틱, 향료, 신약과 백신, 특정 질병에 대한 살충제, 심지어 이산화탄소를 이용해 전분을 합성하는 것까지... 저는 생명공학이 가져올 가능성에 대해 구체적인 상상을 하기 시작했습니다.
유전자를 읽고, 쓰고, 수정하세요
DNA는 생명의 모든 정보를 근원으로부터 전달하며, 수천 가지 생명의 특성의 근원이기도 합니다.
오늘날 인간은 쉽게 DNA 서열을 읽고 설계에 따라 DNA 서열을 합성할 수 있습니다.컨퍼런스에서 사람들이 2020년 노벨 화학상을 수상한 CRISPR 기술에 대해 여러 차례 이야기하는 것을 들었습니다.'제네틱 매직 가위(Genetic Magic Scissor)'라고 불리는 이 기술은 DNA의 위치를 정확히 찾아 절단해 유전자 편집을 실현할 수 있다.
이러한 유전자 편집 기술을 바탕으로 수많은 스타트업 기업이 탄생했습니다.암, 유전질환 등 난치병의 유전자치료를 해결하는 데 활용하는 사람도 있고, 인간 이식을 위한 장기를 배양하고 질병을 찾아내는 데 활용하는 사람도 있다.
유전자 편집 기술은 매우 빠르게 상업적 응용에 도입되어 사람들은 생명공학의 큰 전망을 보게 되었습니다.생명공학 자체의 발전 논리 관점에서 볼 때, 유전자 서열의 판독, 합성, 편집이 성숙된 후에는 자연스럽게 다음 단계는 인간의 요구에 맞는 물질을 생산하기 위해 유전자 수준에서 설계하는 것입니다.합성생물학 기술은 유전자 기술 발전의 다음 단계로 이해될 수도 있습니다.
두 명의 과학자 Emmanuelle Charpentier와 Jennifer A. Doudna가 CRISPR 기술로 2020년 노벨 화학상을 수상했습니다.
"많은 사람들이 합성생물학의 정의에 집착해 왔습니다. 공학과 생물학 사이에 이런 종류의 충돌이 일어났습니다. 이로 인해 발생하는 모든 것이 합성생물학이라고 명명되기 시작한 것 같습니다."톰 나이트가 말했다.
시간의 규모를 확장시키면서 인간은 농업사회가 시작된 이래로 오랜 교배와 선택을 통해 자신이 원하는 동식물의 형질을 선별하고 유지해 왔다.합성생물학은 인간이 원하는 특성을 생성하기 위해 유전자 수준에서 직접 시작됩니다.현재 과학자들은 CRISPR 기술을 사용하여 실험실에서 쌀을 재배하고 있습니다.
컨퍼런스 주최자 중 한 명인 Qiji 창립자 Lu Qi는 오프닝 영상에서 생명공학이 이전 인터넷 기술과 마찬가지로 세상에 광범위한 변화를 가져올 수 있다고 말했습니다.이는 인터넷 CEO들이 모두 사임하면서 생명과학에 관심을 표명했음을 확인한 것으로 보인다.
인터넷 거물들이 모두 주목하고 있습니다.드디어 생명과학의 비즈니스 트렌드가 다가오고 있는 걸까요?
Tom Knight(왼쪽에서 첫 번째) 및 기타 Ginkgo Bioworks 창립자 4명 |은행나무바이오웍스
점심 식사 중에 유니레버가 9월 2일 2030년까지 청정 제품 원료에서 화석 연료를 단계적으로 없애기 위해 10억 유로를 투자하겠다고 발표했다는 소식을 들었습니다.
10년 내에 Procter & Gamble이 생산하는 세탁 세제, 세제, 비누 제품은 점차적으로 식물 원료나 탄소 포집 기술을 채택하게 될 것입니다.또한 회사는 탄소 배출을 줄이기 위해 생명공학, 이산화탄소 및 기타 기술에 대한 연구 자금을 지원하기 위한 기금을 마련하기 위해 10억 유로를 추가로 확보했습니다.
이 소식을 들은 저와 마찬가지로 이 소식을 전한 사람들은 10년도 안 되는 시간적 한계에 조금 놀랐습니다. 기술 연구와 대량생산에 이르는 기술 연구개발이 이토록 빨리 실현될 수 있을까요?
그러나 나는 그것이 실현되기를 바랍니다.
게시 시간: 2021년 12월 31일