SYNTEETTINEN BIOLOGIA: HISTORIA, SEN TUTKIMUKSET, SOVELLUKSET - BIOLOGIA - 2026

Synteettinen biologia on tieteenala, joka keskittyy valmistukseen biologisten järjestelmien, jotka eivät ole luonnostaan. Siksi heidän tavoitteenaan ei ole yhdistää olemassa olevien organismien geneettistä tietoa, vaan luoda osittain tai ehdottomasti keinotekoisia elämän muotoja.

Tämän määritelmän jälkeen on mahdollista ilmaista, että tämä synteesikysymys on materiaalin tuotantotekniikka, joka perustuu innovaatioihin monimutkaisten molekyyliprosessien tutkimuksen kautta.

DNA: n avulla synteettinen biologia pyrkii muodostamaan ohjelmoitavia mikro-organismeja tai tietokonegenomeja. Lähteet: pixabay.com

On myös kätevää korostaa, että synteettiselle biologialle on tunnusomaista, että se on monitieteinen sovellus, koska sen tutkimusmenetelmä perustuu biologiaan ja biologisten järjestelmien suunnitteluun.

Toisin kuin biotekniikka, jonka tarkoituksena on ohjelmoida ja muuttaa geneettistä materiaalia haluttaessa tuottaa elävien koneiden lajeja, tämä erikoisuus pyrkii löytämään toisenlaisen ajattelutavan, tarkkailemaan ja ehdottamaan ihmisen ja sosiaalisen organismin evoluutiota.

Samoin synteettinen biologia etääntyy myös perinteisestä biotekniikasta, koska viimeksi mainitulla yritetään manipuloida ja modifioida deoksiribonukleiinihapon (DNA) tietoja, entinen keskittyy ohjelmoitavien mikro-organismien tai tietokonegenomien muodostamiseen.

Siten voidaan todeta, että tällä tieteenalalla on kyky puuttua aineenvaihduntaan ja kehittää teollisuustuotteita. Lisäksi voit tulevaisuudessa kehittää projektin ilmastonmuutoksen pysäyttämiseksi ja fossiilisten polttoaineiden riippuvuuden vähentämiseksi.

Historia

Synteettisen biologian syntyyn kuuluu kaksi perustapahtumaa; ensimmäinen tehtiin 1900-luvun puolivälissä, kun ryhmä geenitekniikan opiskelijoita onnistui manipuloimaan Escherichia coli -bakteereja.

Tarkoituksena oli, että opiskelijoilla on olennainen tieto bacilluksen ohjelmoinnista. He kuitenkin päätyivät havaitsemaan, että E. coli -kannat voivat korvata eläimistä tai ruumiista saadut solut koetta suoritettaessa

Tämän interventioaktiivisuuden ja orgaanisen järjestelmän modifioinnin ansiosta syntyi toinen tutkimusala, jota he kutsuivat synteettiseksi biologiaksi. Tämä kurinalaisuus tuli entistä tärkeämmäksi 60-luvulla Jacques L. Monodin (1910-1976) ja François Jacobin (1920-2013) suorittamien tutkimusten jälkeen. Tämä oli synteettisen biologian toiseksi tärkein tapahtuma.

Näiden tutkijoiden panos oli paljastaa perinnöt geneettisen viestin säätelemiselle. Toisin sanoen he paljastivat genomin sisällön ja tekniikan mainitun tiedon dekoodaamiseksi suunnitellakseen julkistetun tiedon avulla uusia solukkoverkkojen malleja.

Tämä edisti synteettisen biologian kasvua, koska se antoi sille työkalut ohjelmoida, kuvata ja olla vuorovaikutuksessa geneettisen materiaalin kanssa.

Synteettisessä biologiassa on työkaluja, jotka mahdollistavat geneettisen materiaalin ohjelmoinnin, muokkaamisen ja kuvaamisen. Lähde: pixabay.com

Nimen alkuperä

Synteettinen biologia, jota englanninkielisellä lyhenteellä kutsutaan myös "SynBio", on nouseva tiede. Siitä tuli kuitenkin tutkimuksen aihe 1900-luvun lopulla.

Siitä lähtien molekyylifunktioiden tutkimus on jatkunut jatkuvasti sekä Yhdysvalloissa että Euroopassa; mutta tieteellisen periaatteensa ulkopuolella on kätevää korostaa, että erikoisuuden alkuperä ei ole sama kuin nimen alkuperä.

Tämä johtuu siitä, että termiä synteettinen biologia käytettiin ensimmäistä kertaa vuonna 1912. Tätä luokitusta käytti Stéphane Leduc (1853–1939) viitaten töihinsä, jotka koskivat elämän fyysisiä ja kemiallisia mekanismeja.

Ranskalainen biologi käytti termejä kuvaamaan kuinka luonnollinen järjestelmä voisi esiintyä rinnakkain keinotekoisten prosessien kanssa. Tästä syystä vuosikymmeniä myöhemmin tutkijat turvautuivat nimeen osoittaakseen tietyn biologian ja geenitekniikan haaran.

Mitä opiskelee (tutkimuksen kohde)

Tämän tieteellisen sovelluksen päätarkoituksena on deoksiribonukleiinihapon (DNA) muodostavien erilaisten biologisten piireiden hajoaminen. Tarkoitus on tutkia kunkin geenin sekvenssi ja koodaus voidakseen myöhemmin jäljitellä heidän käyttäytymistään.

Kun geenimateriaalin toiminta on muuttunut, asiantuntijat omistautuvat luonnottomien organismien valmistukseen ja ohjelmointiin, jotka edistävät ihmisten elämänlaatua.

Tässä mielessä tutkijoiden tehtävänä on hämärtää rajoja, jotka erottavat elävät järjestelmät automaatista; Tästä syystä he yrittävät löytää välineen viljelykasvien kasvamiseen jätealueella hypoteesiensä testaamiseksi.

Sovellukset

Synteettisen biologian tarkoituksena ei ole vain yhdistää luonnollinen keinotekoisiin prosesseihin, vaan se pyrkii osallistumaan myös moniin todellisuuden sektoreihin, kuten teknologiseen, maatalouden, teollisuuden ja energian aloihin.

On kuitenkin syytä korostaa, että se on rakennusala, minkä vuoksi sen sovellukset vaihtelevat jatkuvasti. Jotkut tärkeimmistä vaihtoehdoista ovat:

Älykkäät huumeet

Se koostuu lääkkeiden tuotannosta, joiden olennaiset elementit ovat mikro-organismit. Jotta tämä projekti toimisi, on välttämätöntä kapseloida geneettinen materiaali. Tällä tavalla huumeet voidaan räätälöidä kunkin yksilön tarpeista riippuen.

Geeniterapia

Tälle sovellukselle on ominaista valmistaa viruksia, jotka sisällytetään kudoksiin siten, että ne integroituvat potilaiden genomiin. Tämän kokeen odotettu tulos on, että mekaaninen infektio tunnistaa ja tuhoaa kaikki epänormaalit solut.

Pääkäsitteet

Tämän tieteellisen tutkimuksen lähtökohtana ei ole tuhota immuunijärjestelmiä sisällyttämällä synteettiset organismit biologisiin tutkimuksiin, vaan sen tarkoituksena on pikemminkin miettiä uudelleen soluverkkojen rakennetta perimän kautta.

Siksi synteettinen biologia - biomolekyylijärjestelmien suunnittelun lisäksi - tulkitsee geneettistä käyttäytymistä elämäprosessien ymmärtämiseksi. Siksi erikoisuuden kahta pääkäsitettä pidetään teknisinä välineinä. Nämä ovat:

Geneettinen piiri

Se on työkalu, joka koostuu joukosta geenejä tai pienoistietokoneita, jotka hoitavat aineenvaihdunnan säätelytehtävän. Nämä mikro-organismit suunniteltiin vähentämään E. coli -bakteerien aiheuttamia vaurioita.

Minimi genomi

Se on perusta, jota tutkijat käyttävät suunnitellessaan automatisoituja soluja. Tämä johtuu siitä, että keinotekoisia organismeja rakennetaan silloin, kun on mahdollista tunnistaa biologisen materiaalin vähimmäiskonfiguraatio, mikä on välttämätöntä, koska se sisältää tietoja torjuakseen bakteerien merkittäviä puolustuskykyjä.

Viitteet

1. Benner, S. (2009). Genetiikan uudelleensuunnittelu. Haettu 4. lokakuuta 2019 luonteesta: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologia ja geenitekniikka. Haettu 4. lokakuuta 2019 Kuninkaalliselta tarkka-, fysiikka- ja luonnontieteiden akatemialta: rac.es
3. Endy, D. (2012). Suunnittelubiologia. Haettu 5. lokakuuta 2019 Barcelonan yliopistosta: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Synteettinen biologia: tilauksesta valmistetut mikrobit. Haettu 4. lokakuuta 2019 tieteestä: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Synteettinen biologia kehittyy. Haettu 5. lokakuuta 2019 biologisesta tiedekunnasta: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Uusi vallankumous? Tieteen perusteet. Haettu 5. lokakuuta 2019 Universidad Simón Bolívarilta: usb.ve