Новости высоких технологий

В прoшлoм мeсяцe синтeтичeскиe биoлoги Ginkgo Bioworks пoдняли стeклa — пoлнo гeнeтичeски мoдифицирoвaнным пивa — чтoбы oтпрaзднoвaть зaпуск нoвoй aвтoмaтизирoвaннoй лaбoрaтoрии. Примeняя инжeнeрныx принципoв в биoлoгии и вooружeнныx щeгoльским рoбoтизирoвaнным oбoрудoвaниeм, Гинкгo сoздaли зaвoд штaмпoвaнию экзoтичeскиe фoрмы жизни, кaкoвыx eщe нe видeл нa этoй плaнeтe.

Крaфтoвoe пиво, которое они пили, было примером возможных применений синтетической биологии, новая область, которая поднялась, последних достижений в области методов генетической сборки. Теперь ученые могут производить фрагменты синтетической ДНК и ввести ее организмы, давая им странные возможности. Например, пивные дрожжи, которые используются при приготовлении пива, праздник стороной, что взяли гены апельсинового дерева их ДНК. Во время стадии ферментации процесса пивоварения, эти гены заставили дрожжи производить валенсен, органическое соединение лимонный аромат. Говоря научным языком, это было вкусно.

Ginkgo Bioworks, довольно молодая бостонская компания, недавно привлекла 100 миллионов долларов инвестиций, что позволяет найти много новых полезных приложений синтетическая биология. Часть этих денег пошла на строительство Bioworks2, большой новой лаборатории в компании, которая использует роботизированную систему конвейерной сборки организмы.

Гинкго должен производить микробы в большом объеме, чтобы найти среди них такие, которые могут функционировать в качестве крошечных биологических заводов для своих клиентов. Многие измененные организмы бесполезны, но процесс проб и ошибок биоинженеры наконец, ставит микроб производить нужные вещества — в виде химических ингредиентов, используемых в парфюмерии, напитков, пестицидов или моющих средств.

Бизнес-модель компании, ориентированной на себя микробах, а не конечных продуктов. «Мы не вырабатывает химические вещества, ароматизаторы или что-то подобное», — объясняет креативный директор Гинкго Кристина Агапакис. «Мы специализируемся на организмы и сотрудничаем с клиентами, которые делают продукт». Гинкго лицензирует организмы своих клиентов и получает роялти за их использование.

Но для создания тела не так просто. Генетики до сих пор не совсем ясным науке, а не в универсальный каталог генов, который подробно описал их свойства. Даже если ученые знают, что конкретный ген делает апельсиновом дереве, например, когда они добавляют его в клетку дрожжей, он может общаться с родной ДНК неожиданным образом. Если они добавляют несколько генов различных видов в дрожжевой клетке, все становится еще более сложной.

Это причина, почему Гинкго приняли инженерный подход к биологии, применяя строгий цикл «проектирование — создание — тест», для создания живых организмов. Extreme автоматизации новой лаборатории просто необходимо, такой подход, сказал Патрик Бойл, руководитель дизайн организмы компании. «В выпускном классе я взял пять своих лучших идей и пробовал их,» сказал Бойл. «Здесь мы берем 1000 хорошие идеи, апробируем их и посмотрим, что лучше работает».

Чтобы понять, как это работает на практике, рассмотрим первые попытки Гинкго из парфюмерное дело. Компания работает французский производитель запахи Robertet более дрожжи, которые выплевывают розовое масло, потому что удаление этого вещества-розовые лепестки слишком дорого.

Проектирование. Дизайнеры Гинкго прочесывают научную литературу поиск генов, которые могли бы заставить дрожжи производить полезные ферменты. Цель: если дизайнеры скармливать дрожжам сахар, эти ферменты должны заставить запустить реакцию, которая делает розовое масло. Но есть большое количество генов и ферментов, которые могли бы рассмотреть. «Если у вас есть 100 возможных ферментов, которые могут быть шагом в четырехэтапном способ, перед вами огромные пространства для исследования,» сказал Бойл.

Строительство. Гинкго привлекает третьих лиц для реального производства синтетической ДНК. Если партия создается ДНК достигает Гинкго, которые работают с жидкостью роботов создают новые организмы, с добавлением различных фрагментов дрожжевых клеток. «Если я мог бы получить докторскую степень, я потратил кучу времени, двигая небольшой объем жидкости», — говорит креативный директор Агапакис. «Когда мы только начинали Гинкго, многие из роботов похожи восьмируких аспирантов было так много пипеток». Этот процесс значительно ускорился, когда роботы стали способнее. В настоящее время Гинкго работают на чпу-жидкости роботов, которые быстро ход нанолитры жидкость, используя целевые импульсы в звук.

Тест. После того, как роботы создали тысячи вариантов дрожжей, которые содержат различные коллажи генов, пришло время, чтобы увидеть, если они могут производить розовое масло. Машины масс-спектрометрии вскрывают клетки и исследует молекулы внутри, проверяя продукта и здоровыми, если дрожжи. Но успех в любом случае, необязательно означает, что из организма, подходит клиенту. Бойл говорит, что в случае, если розовое масло Гинкго исследует общее «ароматный профиль» каждого дрожжей. Хотя клетка может производить полезные ароматные молекулы, но он может сделать, и не очень полезно. «Мне нравится запах свежеиспеченного хлеба, но он неуместен, когда вы пытаетесь продать духи».

Масштабирование. Гинкго добавляет один дополнительный шаг типичному инженерному цикла, так как перспективная дрожжевой клетки в лаборатории, не может бродильных чанах заказчика. В одном из углов лаборатории роботизированные системы заполнены и подписаны ряды настольных биореакторов, используя различные датчики для мониторинга процессов внутри.

Если, однако, наиболее перспективным продуктом в коем случае нельзя, дизайнеры организмов компании вернуться к чертежной доске, чтобы добавить результаты эксперимента 1000 следующих из лучших вариантов. В один прекрасный день биоинженеры Гинкго делают идеальные дрожжи, розы аромат.

Робототехническая революция достигла и до синтетической биологии
Илья Хель

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.