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합성생물학자 톰 나이트는 “21세기는 공학생물학의 세기가 될 것”이라고 말했다.그는 합성 생물학의 창립자 중 한 명이며 합성 생물학의 스타 회사인 Ginkgo Bioworks의 창립자 5명 중 한 명입니다.이 회사는 9월 18일 뉴욕 증권 거래소에 상장되었으며 기업 가치는 150억 달러에 달했습니다.
Tom Knight의 연구 관심 분야는 컴퓨터에서 생물학으로 전환되었습니다.고등학교 때부터 여름방학을 이용해 MIT에서 컴퓨터와 프로그래밍을 공부했고, 학부와 대학원도 MIT에서 보냈다.
Tom Knight는 무어의 법칙이 실리콘 원자에 대한 인간의 조작 한계를 예측했다는 사실을 깨닫고 생물에 관심을 돌렸습니다.“적절한 위치에 원자를 배치하는 다른 방법이 필요합니다… 가장 복잡한 화학은 무엇입니까?생화학입니다.필요한 범위 내에서 스스로 조립하고 조립할 수 있는 단백질과 같은 생체 분자를 사용할 수 있다고 상상합니다.결정화."
공학적 양적 및 질적 사고를 사용하여 생물학적 원본을 설계하는 것은 새로운 연구 방법이 되었습니다.합성 생물학은 인간 지식의 도약과 같습니다.공학, 컴퓨터공학, 생물학 등의 학제간 학문으로서 합성생물학의 시작연도는 2000년으로 정하였다.
올해 발표된 두 연구에서 생물학자를 위한 회로 설계 아이디어는 유전자 발현 제어를 달성했습니다.
Boston University의 과학자들은 E. coli에서 유전자 토글 스위치를 구성했습니다.이 모델은 두 개의 유전자 모듈만 사용합니다.외부 자극을 조절함으로써 유전자 발현을 켜거나 끌 수 있습니다.
같은 해에 Princeton 대학의 과학자들은 상호 억제 및 억제 해제를 사용하여 회로 신호에서 "진동" 모드 출력을 달성하기 위해 3개의 유전자 모듈을 사용했습니다.

유전자 토글 스위치 다이어그램
셀 워크숍
회의에서 사람들이 "인공 고기"에 대해 이야기하는 것을 들었습니다.
자유로운 의사소통을 위한 컴퓨터 회의 모델인 "언컨퍼런스 자체 조직 회의"에 따라 어떤 사람들은 맥주를 마시며 수다를 떨었습니다. "합성 생물학"에는 어떤 성공적인 제품이 있습니까?누군가 임파서블 푸드에 '인공 고기'를 언급했다.
임파서블 푸드는 스스로를 "합성 생물학" 회사라고 한 적이 없지만 다른 인공 육류 제품과 구별되는 핵심 판매 포인트인 채식 고기 특유의 "고기" 냄새를 풍기는 헤모글로빈은 약 20년 전에 이 회사에서 나왔습니다.신흥 분야.
관련된 기술은 효모가 "헤모글로빈"을 생산할 수 있도록 간단한 유전자 편집을 사용하는 것입니다.합성생물학 용어를 적용하면 효모는 인간의 희망에 따라 물질을 생산하는 '세포공장'이 된다.
고기를 그렇게 새빨갛게 만들고 맛을 볼 때 특별한 향이 나는 이유는 무엇입니까?임파서블 푸드는 육류에 풍부한 "헤모글로빈"으로 간주됩니다.헤모글로빈은 다양한 식품에서 발견되지만 특히 동물의 근육에 그 함량이 높습니다.
따라서 헤모글로빈은 회사 설립자이자 생화학자인 Patrick O. Brown이 동물 고기 시뮬레이션을 위한 "주요 조미료"로 선택했습니다.식물에서 이 "조미료"를 추출한 Brown은 뿌리에 헤모글로빈이 풍부한 대두를 선택했습니다.
전통적인 생산 방식은 콩 뿌리에서 "헤모글로빈"을 직접 추출해야 합니다.1kg의 "헤모글로빈"에는 6에이커의 콩이 필요합니다.식물 추출은 비용이 많이 들기 때문에 Impossible Food는 새로운 방법을 개발했습니다. 헤모글로빈을 컴파일할 수 있는 유전자를 효모에 이식하면 효모가 성장하고 복제됨에 따라 헤모글로빈이 성장합니다.비유하자면 거위가 미생물의 규모로 알을 낳게 하는 것과 같다.

식물에서 추출한 헴, '인조고기' 버거에 사용
새로운 기술은 생산 효율성을 높이는 동시에 재배에 소비되는 천연 자원을 줄입니다.주요 생산 원료가 효모, 설탕, 광물이기 때문에 화학 폐기물이 많지 않습니다.생각해보면 정말 "더 나은 미래를 만드는" 기술입니다.
사람들이 이 기술에 대해 이야기할 때 나는 이것이 단순한 기술이라고 생각합니다.그들의 눈에는 유전자 수준에서 이렇게 설계할 수 있는 물질이 너무 많다.분해 가능한 플라스틱, 향신료, 신약과 백신, 특정 질병에 대한 살충제, 심지어 전분 합성을 위한 이산화탄소 사용… 나는 생명공학이 가져올 가능성에 대해 구체적인 상상을 하기 시작했습니다.
유전자 읽기, 쓰기 및 수정
DNA는 근원으로부터 생명의 모든 정보를 담고 있으며, 또한 수천 가지 생명 특성의 근원이기도 합니다.
오늘날 인간은 DNA 염기서열을 쉽게 읽고 설계에 따라 DNA 염기서열을 합성할 수 있습니다.컨퍼런스에서 사람들이 2020년 노벨 화학상을 여러 번 수상한 CRISPR 기술에 대해 이야기하는 것을 들었습니다.유전자 마법가위(Genetic Magic Scissor)라 불리는 이 기술은 DNA를 정확히 찾아 절단해 유전자 편집을 실현한다.
이러한 유전자 편집 기술을 기반으로 많은 스타트업들이 생겨났습니다.암, 유전질환 등 난치성 질환의 유전자 치료를 해결하는 데 활용하는 사람도 있고, 인간이식용 장기를 배양하고 질병을 발견하는 데 활용하는 사람도 있다.
유전자 편집 기술은 너무 빨리 상용화되어 사람들이 생명공학의 큰 전망을 보게 되었습니다.생명공학 자체의 발전 논리의 관점에서 보면, 유전자 염기서열을 읽고, 합성하고, 편집하는 과정이 성숙되면 자연스럽게 다음 단계는 인간의 필요에 맞는 물질을 생산하기 위해 유전적 수준에서 설계하는 것입니다.합성생물학 기술은 유전자 기술 발전의 다음 단계로 이해될 수도 있다.
두 명의 과학자 Emmanuelle Charpentier와 Jennifer A. Doudna가 CRISPR 기술로 2020년 노벨 화학상을 수상했습니다.
“많은 사람들이 합성 생물학의 정의에 집착했습니다… 공학과 생물학 사이에 이런 종류의 충돌이 일어났습니다.나는 이것으로부터 나오는 모든 것이 합성 생물학이라고 불리기 시작했다고 생각합니다.”톰 나이트가 말했다.
시간의 척도를 확장하면, 농경사회가 시작된 이래 인간은 오랜 교배와 선택을 통해 원하는 동식물의 형질을 선별하고 유지해 왔다.합성 생물학은 인간이 원하는 특성을 생성하기 위해 유전자 수준에서 직접 시작됩니다.현재 과학자들은 CRISPR 기술을 사용하여 실험실에서 쌀을 재배했습니다.
회의 주최자 중 한 명인 Qiji 설립자 Lu Qi는 오프닝 비디오에서 생명공학이 이전의 인터넷 기술처럼 세상에 광범위한 변화를 가져올 수 있다고 말했습니다.이는 인터넷 CEO들이 모두 사임할 때 생명과학에 대한 관심을 표명했음을 확인시켜 주는 듯하다.
인터넷 거물들은 모두 주목하고 있습니다.생명과학의 비즈니스 트렌드가 드디어 도래하는 걸까요?
Tom Knight(왼쪽에서 첫 번째) 및 기타 4명의 Ginkgo Bioworks 설립자 |징코바이오웍스
점심 식사 중에 한 가지 소식을 들었습니다. Unilever는 9월 2일에 2030년까지 청정 제품 원료에서 화석 연료를 단계적으로 제거하기 위해 10억 유로를 투자할 것이라고 말했습니다.
10년 안에 Procter & Gamble이 생산하는 세탁 세제, 세제, 비누 제품은 점차 식물 원료나 탄소 포집 기술을 채택할 것입니다.회사는 또한 생명공학, 이산화탄소 및 기타 탄소 배출 감소 기술에 대한 연구 자금을 마련하기 위해 10억 유로를 추가로 마련했습니다.
이 소식을 접한 나처럼 이 소식을 전한 사람들은 10년이 채 안 되는 시한에 조금 놀랐다. 기술 연구 개발과 대량 생산이 이렇게 빨리 실현될까?
그러나 나는 그것이 실현되기를 바랍니다.