- Lịch sử
- Nguồn gốc của tên
- Nghiên cứu là gì (đối tượng nghiên cứu)
- Các ứng dụng
- Thuốc thông minh
- Liệu pháp gen
- Các khái niệm chính
- Mạch di truyền
- Bộ gen tối thiểu
- Người giới thiệu
Các sinh học tổng hợp là một nguyên tắc tập trung vào sản xuất các hệ thống sinh học mà không phải là bản chất riêng. Do đó, mục tiêu của họ không phải là kết hợp thông tin di truyền từ các sinh vật hiện có, mà là tạo ra các dạng sống nhân tạo một phần hoặc hoàn toàn.
Theo định nghĩa này, có thể diễn đạt rằng vấn đề tổng hợp này là một kỹ thuật sản xuất vật chất dựa trên sự đổi mới thông qua nghiên cứu các quá trình phân tử phức tạp.
Thông qua DNA, sinh học tổng hợp tìm cách tạo ra các vi sinh vật có thể lập trình được hoặc bộ gen máy tính. Nguồn: pixabay.com
Cũng cần phải lưu ý rằng sinh học tổng hợp có đặc điểm là ứng dụng liên ngành, vì phương pháp nghiên cứu của nó dựa trên sinh học và kỹ thuật của các hệ thống sinh học.
Không giống như kỹ thuật sinh học, với mục đích là tái lập trình và thay đổi vật liệu di truyền theo ý muốn để tạo ra một loài máy sống, chuyên ngành này tìm kiếm một cách khác để suy nghĩ, quan sát và đề xuất sự tiến hóa của cơ thể con người và xã hội.
Tương tự như vậy, sinh học tổng hợp cũng tạo ra khoảng cách với công nghệ sinh học truyền thống, vì trong khi công nghệ sinh học này cố gắng điều khiển và sửa đổi thông tin của axit deoxyribonucleic (DNA), thì công nghệ sinh học trước tập trung vào việc tạo ra các vi sinh vật có thể lập trình được hoặc bộ gen máy tính.
Như vậy, có thể khẳng định rằng ngành học này có khả năng can thiệp vào quá trình trao đổi chất và phát triển các sản phẩm công nghiệp. Ngoài ra, trong tương lai, bạn có thể phát triển một dự án giúp ngăn chặn biến đổi khí hậu và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
Lịch sử
Sự ra đời của sinh học tổng hợp bao gồm hai sự kiện cơ bản; lần đầu tiên được thực hiện vào giữa thế kỷ 20 khi một nhóm sinh viên ngành Kỹ thuật Di truyền điều khiển được vi khuẩn Escherichia coli.
Mục đích là để học sinh có kiến thức cần thiết về cách lập trình lại trực khuẩn. Tuy nhiên, cuối cùng họ đã phát hiện ra rằng chủng vi khuẩn E. coli có thể thay thế các tế bào thu được từ động vật hoặc xác chết khi tiến hành một thí nghiệm
Nhờ hoạt động can thiệp và sửa đổi hệ thống hữu cơ này, một lĩnh vực nghiên cứu khác đã xuất hiện, mà họ gọi là sinh học tổng hợp. Ngành học này có mức độ liên quan nhiều hơn vào những năm 60, sau khi các nghiên cứu được thực hiện bởi Jacques L. Monod (1910-1976) và François Jacob (1920-2013), đây là sự kiện quan trọng thứ hai đối với sinh học tổng hợp.
Sự đóng góp của các nhà khoa học này là đã tiết lộ các cơ sở để điều chỉnh thông điệp di truyền. Đó là, họ tiếp xúc với nội dung của bộ gen và kỹ thuật giải mã thông tin để thiết kế, thông qua dữ liệu được tiết lộ, các mô hình mạng di động mới.
Tiến bộ này đã thúc đẩy sự phát triển của sinh học tổng hợp, vì nó cung cấp cho nó các công cụ để lập trình, mô tả và tương tác với vật liệu di truyền.
Sinh học tổng hợp có các công cụ cho phép lập trình, sửa đổi và mô tả vật chất di truyền. Nguồn: pixabay.com
Nguồn gốc của tên
Sinh học tổng hợp, còn được gọi là "SynBio" bằng từ viết tắt trong tiếng Anh, là một ngành học mới nổi. Tuy nhiên, nó nổi lên như một chủ đề nghiên cứu vào cuối thế kỷ 20.
Kể từ đó, nghiên cứu về các chức năng phân tử đã không ngừng tiến triển ở cả Hoa Kỳ và Châu Âu; nhưng ngoài nguyên tắc khoa học của nó, cần nhấn mạnh rằng nguồn gốc của đặc sản không giống như tên gọi.
Điều này là do thuật ngữ sinh học tổng hợp được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1912. Sự phân loại này được sử dụng bởi Stéphane Leduc (1853-1939) để chỉ các công trình của ông về cơ chế vật lý và hóa học của sự sống.
Các thuật ngữ được nhà sinh vật học người Pháp sử dụng để mô tả cách một hệ thống tự nhiên có thể cùng tồn tại với các quá trình nhân tạo. Vì lý do này, nhiều thập kỷ sau, các nhà khoa học đã sử dụng cái tên này để chỉ một nhánh cụ thể của sinh học và kỹ thuật di truyền.
Nghiên cứu là gì (đối tượng nghiên cứu)
Đối tượng nghiên cứu chính của ứng dụng khoa học này là sự phân hủy các mạch sinh học khác nhau tạo nên axit deoxyribonucleic (DNA). Mục đích là để kiểm tra trình tự và mã hóa của mỗi gen để sau này có thể bắt chước hành vi của chúng.
Một khi chức năng của vật liệu di truyền đã bị thay đổi, các chuyên gia sẽ cống hiến mình để sản xuất và lập trình các sinh vật phi tự nhiên góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của con người.
Theo nghĩa này, vai trò của các nhà nghiên cứu là xóa mờ ranh giới phân biệt các hệ thống sống với các ô tô; Vì lý do này, họ cố gắng tìm ra một công cụ để cây trồng phát triển trên đất hoang để kiểm tra giả thuyết của mình.
Các ứng dụng
Sinh học tổng hợp không chỉ có ý định liên kết tự nhiên với các quá trình nhân tạo mà còn tìm cách tham gia vào nhiều lĩnh vực của thực tế như công nghệ, nông nghiệp, công nghiệp và năng lượng.
Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng nó là một kỷ luật trong xây dựng, đó là lý do tại sao các ứng dụng của nó thay đổi liên tục. Một số biến thể quan trọng nhất là:
Thuốc thông minh
Nó bao gồm việc sản xuất các loại thuốc mà các yếu tố thiết yếu là vi sinh vật. Để dự án này hoạt động, cần phải đóng gói vật liệu di truyền. Bằng cách này, các loại thuốc có thể được cá nhân hóa, tùy thuộc vào nhu cầu của mỗi cá nhân.
Liệu pháp gen
Ứng dụng này có đặc điểm là sản xuất vi rút sẽ được tích hợp vào các mô để chúng được tích hợp vào bộ gen của bệnh nhân. Kết quả mong đợi của thí nghiệm này là nhiễm trùng cơ học sẽ nhận ra và tiêu diệt tất cả các tế bào bất thường.
Các khái niệm chính
Nền tảng của ngành khoa học này không phải để tàn phá hệ thống miễn dịch bằng cách kết hợp các sinh vật tổng hợp vào các nghiên cứu sinh học, mà là tìm cách xem xét lại cấu trúc của mạng lưới tế bào thông qua bộ gen.
Do đó, sinh học tổng hợp - ngoài việc thiết kế các hệ thống phân tử sinh học - diễn giải lại hành vi di truyền để hiểu các quá trình sống. Do đó, hai khái niệm chính của chuyên ngành được coi là công cụ công nghệ. Đó là:
Mạch di truyền
Nó là một công cụ được tạo thành từ một tập hợp các gen hoặc máy tính thu nhỏ, thực hiện nhiệm vụ điều hòa sự trao đổi chất. Những vi sinh vật này được thiết kế để giảm thiệt hại do vi khuẩn E. coli gây ra.
Bộ gen tối thiểu
Nó là yếu tố cơ bản mà các nhà khoa học sử dụng khi thiết kế các tế bào tự động. Điều này là do các sinh vật nhân tạo được xây dựng khi có thể xác định được cấu hình tối thiểu của vật liệu sinh học, điều này rất cần thiết vì nó chứa thông tin để chống lại khả năng phòng thủ đáng kể của trực khuẩn.
Người giới thiệu
- Benner, S. (2009). Thiết kế lại di truyền. Được lấy vào ngày 4 tháng 10 năm 2019 từ Nature: nature.com
- De Lorenzo, V. (2007). Sinh học và kỹ thuật di truyền. Được lấy vào ngày 04 tháng 10 năm 2019 từ Học viện Khoa học Chính xác, Vật lý và Tự nhiên Hoàng gia: rac.es
- Endy, D. (2012). Sinh học thiết kế. Được lấy vào ngày 5 tháng 10 năm 2019 từ Đại học Barcelona: ub.edu
- Feber, D. (2004). Sinh học tổng hợp: vi sinh vật được tạo ra để đặt hàng. Được lấy vào ngày 4 tháng 10 năm 2019 từ Science: sciencemag.org
- Isaacs, F. (2012). Sinh học tổng hợp phát triển. Được lấy vào ngày 05 tháng 10 năm 2019 từ Khoa Sinh học: bg.ac.rs
- Moronge, A. (2015). Một cuộc cách mạng mới? Các nguyên tắc cơ bản của khoa học. Được lấy vào ngày 5 tháng 10 năm 2019 từ Universidad Simón Bolívar: usb.ve