Рубрики
В прoшлoм мeсяцe синтeтичeскиe биoлoги Ginkgo Bioworks пoднять стaкaны — пoлныe гeнeтичeски мoдифицирoвaнный пивo — чтoбы oтпрaзднoвaть зaпуск нoвoй лaбoрaтoрии aвтoмaтизирoвaны. Примeнeниe инжeнeрныx принципoв в биoлoгии и вooружeнныx щeгoльским рoбoтизирoвaннoгo oбoрудoвaния, Гинкгo сoздaл зaвoд пo штaмпoвки экзoтичeскиe фoрмы жизни, тo, чтo eщe нe видeли нa этoй плaнeтe.
Заказать крафтовое пиво, которое они пили, было примером возможного применения синтетической биологии, новая область, которая выросла, чтобы последние достижения в области генетических методов сборки. Теперь ученые могут производить фрагментов синтетической ДНК и внедрить в организмы, давая им странные способности. Например, пивные дрожжи, которые были использованы во время приготовления пива для партии партии, они имели гены, оранжевый дерево в собственную ДНК. Во время стадии брожения в процессе брожения эти гены заставили дрожжи производить валенсен, органическая смесь с ароматом цитрусовых. Научно говоря, это было восхитительно.
Ginkgo Bioworks, достаточно молодая бостонская компания, недавно привлекла 100 миллионов долларов инвестиций, пообещав найти много новых полезных приложений синтетической биологии. Часть этих денег пошла на строительство Bioworks2, большой новой лаборатории компании, которая использует роботизированную систему для сборочного конвейера организмов.
Гинкго должен производить микробы в больших масштабах, чтобы найти, среди которых, что может работать как маленький биологических растений для своих клиентов. Многие модифицированные организмы будут бесполезны, но в процессе проб и ошибок, биоинженеры, в конечном счете, делают микроб произвести нужное вещество, как химический ингредиент, используемый для парфюмерии, напитков, пестицидов или моющих средств.
Бизнес-модель компании ориентирована на самих микробов, а не готовой продукции. «Мы не производим химические вещества, ароматизаторы или что-то подобное», — объясняет креативный директор Гинкго Кристина Агапакис. «Мы специализируемся на организмы, и сотрудничаем с клиентами, которые сделают продукт». Гинкго лицензирует организмов к своим клиентам и получает роялти за их использование.
Но для создания тела не так-то просто. Генетики до сих пор не вполне ясна науке; каталог не существует генов, которые подробно описали их особенности. Хотя исследователи знают, что особый ген, возможно, в соке дерева, например, когда вы добавляете его клетки дрожжей, он может взаимодействовать с ДНК, родной самым неожиданным образом. Если добавить несколько генов разных видов, этот дрожжевой клетке, все становится еще сложнее.
Вот почему Гинкго принял инженерный подход к биологии, применяя строгий цикл «проектирование — создание — испытание» в создании живых организмов. Крайняя автоматизации новой лаборатории является обязательным для этого типа подхода, — говорит Патрик Бойл, исполнительный директор по дизайну организмов, в компании. «В прошлом году я бы взял пятерку лучших их идей и пытался», — сказал Бойл. «Вот возьмем 1000 лучших идей, апробируем их и увидеть, какая работает лучше».
Для того, чтобы понять, как это работает на практике, можно рассмотреть первые попытки Гинкго пойти в парфюмерии случае. Компания работает для французского производителя парфюмерии Robertet над дрожжами, которые плюют розового масла, потому что добыча этого вещества, лепестки розы слишком дорого.
Конструкция. Дизайнеры Гинкго прочесывают научную литературу в поисках генов, которые могли бы заставить дрожжи производить ферменты, полезные. Цель: когда дизайнеры данных из сахара и дрожжей, эти ферменты должны запустить реакцию, которая будет производить розовое масло. Но есть огромное количество генов и ферментов, которые вы можете рассмотреть. «Если у вас есть 100 возможных ферментов, которые могут быть шагом в четырехэтапном дороге, перед вами огромные пространства для исследования», — говорит Бойл.
Строительство. Гинкго привлекает третьих лиц для текущего производства синтетической ДНК. Когда партия продукции ДНК в Гинкго, которые работают с жидкостью, роботы создают новые организмы, с добавлением различных фрагментов в клетки дрожжей. «Когда я получил докторскую степень, я провел много времени, перемещая небольшое количество жидкости», — говорит креативный директор Агапакис. «Когда мы запустили Гинкго, многие роботы были похожи на восьмируких аспирантов, — так много было пипетки». Этот процесс значительно ускорился, когда роботы стали более способными. Теперь Гинкго функции обработки жидкого робота, который двигается быстро, нанолитры жидкость, используя целевой импульсы звука.
Доказательство. После того, как роботы создали тысячи вариантов дрожжей, содержащих различные коллажи из генов, это время, чтобы увидеть, если они могут производить розовое масло. Машина масс-спектрометрии, открываются клетки, и исследует молекулы внутри, проверяя здоровый продукт, и, если дрожжи. Но успех в любом случае, это не обязательно означает, что организм адаптируется к клиенту. Бойл говорит, что в случае с маслом розы, Гинкго изучает общая «ароматный профиль» каждого дрожжей. Даже если клетка может произвести полезные ароматные молекулы, тем не менее, вы можете сделать это и не очень полезно. «Я люблю запах свежеиспеченного хлеба, но неуместно, когда вы пытаетесь продать парфюмерия».
Зум. Гинкго добавляет дополнительный шаг к традиционной инженерной цикла, так как перспективным дрожжевой клетки в лаборатории, не может работать в бродильных чанов клиента. В углу лаборатории робототехники в системе заполнить и держат в ряды рабочего стола биореакторах, используя различные датчики для мониторинга процессов внутри.
Если более перспективный продукт не поддается, дизайнеров органов общества, вернуться к чертежной доске, чтобы включить результаты эксперимента, в следующие 1000 лучших вариантов. Когда биоинженеры Гинкго делает совершенным, и пивные дрожжи, запах роз.
Робот революция впервые пришел в синтетической биологии
Илья Хель