Это лишь некоторые из захватывающих достижений, которые могут появиться в 20-летней области инженерной биологии или синтетической биологии, которая в настоящее время достаточно зрелая, чтобы обеспечить решения ряда социальных проблем, согласно новой дорожной карте, выпущенной сегодня ( 19 июня) Консорциумом исследований в области инженерной биологии, государственно-частным партнерством, частично финансируемым Национальным научным фондом и базирующимся в Калифорнийском университете в Беркли.
Дорожная карта – это работа более 80 ученых и инженеров из различных дисциплин, представляющих более 30 университетов и десяток компаний. Хотя отчет носит технический характер, он дает убедительные аргументы в пользу того, что федеральное правительство должно инвестировать в эту область не только для улучшения здоровья населения, продовольственных культур и окружающей среды, но также для поддержания экономики и сохранения лидерства страны в области синтетической биологии.
Отчет выходит в преддверии крупнейшей в этом году технической конференции по синтетической биологии, 2019 Synthetic Biology: Engineering, Evolution & Design, которая состоится 23-27 июня в Нью-Йорке.
Инженерная биология / синтетическая биология охватывает широкий спектр текущих задач, включая генетическое изменение сельскохозяйственных культур, создание микробов для производства лекарств, ароматизаторов и биотоплива, редактирование генов свиней и собак с использованием CRISPR-Cas9 и генную терапию человека. Но эти успехи – всего лишь прелюдия к более сложной биологической инженерии, грядущей в будущем, и в отчете излагаются возможности и проблемы, включая вопрос о том, делают ли Соединенные Штаты это исследовательским приоритетом.
«Вопрос для правительства в том, открыты ли теперь все эти возможности для развития биотехнологии?» Каким образом U.S. оставаться впереди в этих событиях как страна?’"- сказал Дуглас Фридман, один из руководителей проекта дорожной карты и исполнительный директор Консорциума инженерных биологических исследований. «Эта область может быть по-настоящему влиятельной для общества, и нам необходимо определить инженерную биологию в качестве национального приоритета, организовать работу вокруг этого национального приоритета и принять меры на его основе."
Китай и Соединенное Королевство сделали инженерную биологию / синтетическую биологию, что означает использование того, что мы знаем о генетике растений и животных, а затем настройку конкретных генов, чтобы эти организмы могли делать новые вещи, – краеугольный камень их национального исследовательского предприятия.
Следуя этому примеру, U.S. В марте Палата представителей провела слушания по обсуждению Закона 2019 года об исследованиях и разработках в области инженерной биологии, законопроекта, призванного «предусмотреть скоординированную федеральную исследовательскую программу для обеспечения дальнейшего лидерства Соединенных Штатов в области инженерной биологии."Это сделало бы инженерную биологию национальной инициативой, эквивалентной недавним обязательствам страны в отношении квантовых информационных систем и нанотехнологий.
«Что делает эта дорожная карта и что сделали все наши сотрудники по этому проекту, так это представить, в течение следующих 20 лет, куда мы должны двигаться со всей этой работой», – сказала Эмили Ауранд, руководившая проектом дорожной карты для EBRC. «Цель состояла в том, чтобы рассмотреть, как приложения науки могут широко расшириться для решения социальных проблем, представить широту и сложность того, что мы можем сделать с биологией и биологическими системами, чтобы сделать мир лучше, чище и интереснее."
"Эта дорожная карта представляет собой подробное техническое руководство, которое, как я полагаю, приведет область синтетической биологии в далекое будущее. Это не должен быть застойный документ, но документ, который будет постоянно развиваться с течением времени в ответ на неожиданные события в этой области и потребности общества.- сказал Джей Кизлинг, профессор химической и биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Беркли и председатель рабочей группы EBRC по разработке дорожных карт.
Дорожная карта будет направлять инвестиции всех государственных учреждений, включая Министерство энергетики, Министерство обороны и национальные институты здравоохранения, а также NSF.
«Дорожная карта EBRC представляет собой знаковое достижение всего сообщества синтетической биологии и инженерной биологии», – сказала Тереза Гуд, заместитель директора отдела молекулярных и клеточных биологических наук в Национальном научном фонде и сопредседатель синтетической организации уровня Белого дома. межведомственная рабочая группа по биологии. «Дорожная карта – это первая.S.
Технический документ научного сообщества, который указывает путь к достижению перспектив синтетической биологии и ориентиры для ученых, инженеров и политиков."
Яблоки, мясо и ТГК
Некоторые продукты инженерной биологии уже представлены на рынке: не подрумянивающиеся яблоки; противомалярийный препарат, продуцируемый бактериями; кукуруза, которая производит собственный инсектицид. Один стартап в Беркли разрабатывает клетки животных для выращивания мяса в блюде.
Стартап в Эмеривилле выращивает текстиль в лаборатории. Отделение Калифорнийского университета в Беркли создает ТГК и КБД медицинского качества, два основных ингредиента марихуаны, а другое предприятие производит пивные дрожжи, которые придают пиву хмелевой вкус, но без хмеля.
Но многое из этого все еще делается в небольших масштабах; впереди крупномасштабные проекты.
Биоинженеры Калифорнийского университета в Беркли пытаются модифицировать микробы, чтобы их можно было выращивать в пищу или производить лекарства, которые помогут людям выжить на Луне или Марсе.
Другие пытаются спроектировать микробиом коров и других жвачных животных, чтобы они могли лучше переваривать корм, усваивать больше питательных веществ и производить меньше метана, что способствует изменению климата.
С повышением температуры и менее предсказуемыми дождями ученые также пытаются изменить сельскохозяйственные культуры, чтобы они лучше переносили жару, засуху и более соленые почвы.
А как насчет модифицированных микробов, водорослей или других океанских или пресноводных растений – или даже животных, таких как мидии, – которые естественным образом удаляют загрязнители и токсины из наших озер и океана, включая нефть и пластик??
"Если вы оглянетесь назад в историю, ученые и инженеры научились регулярно изменять физический мир с помощью физики и машиностроения, научились регулярно изменять химический мир с помощью химии и химической инженерии", – сказал Фридман. "Следующее, что нужно сделать, это выяснить, как использовать биологический мир с помощью модификаций, которые могут помочь людям так, как иначе было бы невозможно.
Мы на грани того, чтобы сделать это с помощью биологии."
Хотя в прошлом некоторые генно-инженерные организмы вызывали споры, Фридман говорит, что научное сообщество стремится взаимодействовать с общественностью до их внедрения.
«Важно, чтобы исследовательское сообщество, особенно те, кто думает о продуктах и технологиях, ориентированных на потребителей, говорили об этических, правовых и социальных последствиях на раннем этапе и часто иначе, чем мы видели в биотехнологических разработках в прошлом», – сказал он.
На самом деле преимущества инженерной биологии настолько огромны, что это область, которую мы просто не можем игнорировать.
"Возможности огромны", – сказал Фридман.
Отчет: https: // дорожная карта.ebrc.org /