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未来的生物工程是什么?它能否改动人类的生活习惯?
发布时间:2022-05-17 18:51:47 来源:乐动体育网址


  开枝散叶的成果,所以它们都具有一些一起的特征,从只在显微镜下才干看得到的细菌,到海洋中最巨大的蓝鲸,构成生命根底的都是DNA“字母表”,以及以DNA言语为根底的编码方法。

  人类养殖牲畜、改进物种的前史已有一万多年,但直到20世纪70年代,DNA技术的兴起才真实让人类认识到正是DNA编码的差异造就了地球物种的多样化,生物工程由此诞生,人类也因而具有了跨过物种屏障的才能。在曩昔的几年里,生物工程现已开展成为新的产业革新,人类开端从头规划和改造天然,乃至从无到有发明出人工生命……

  只要按下某个按钮,正在进行数百万次逻辑运算的计算机就会当即停下,但生命方法的运转则比最强壮的计算机还要杂乱得多,而且还会发生一些冗余无用的“杂音”,这意味着生物体的运转并非总是线性的、显着的和清晰的。组成生物学的部分作业便是要除掉那些冗余“杂音”,将生物学体系精简分解成一个个“组件”,然后根据需求加以重建。

  这种作业的成果便是可以将信息存储几万年的超细密体系。10多年前年,生物电路的计算机化现已取得了令人瞩意图发展。美国麻省理工学院的皮罗·斯路蒂等研讨人员规划的DNA电路,使用类似于电子学中的逻辑函数,在大约9天的时刻里,可存储90代细胞的数据。一个月后,组成生物学前驱德鲁·恩迪公开了他发明的可以像晶体管相同作业的DNA体系。晶体管是一切现代电子学的最基本组件之一,是20世纪电子学的重要根底,而生物版别晶体管的呈现也将为生物计算机的诞生铺平道路。

  基因工程组成细胞怎么协助人类习惯外太空环境?现在,美国宇航局正在使用组成生物学的常识霸占终究的堡垒。硅谷的艾姆斯研讨中心的试验室里正在进行一项研讨,为宇航员供应可以饱尝外太空极点严格环境的配备。

  人类外太空探究的最大妨碍之一是,以现在的推动技术,太空游览往往需求许多年时刻,在绵长的旅途中,太阳辐射和世界射线会给宇航员的身体带来极大的要挟,乃至有或许导致机体发生有害骤变。辐射对DNA危害极大,包含引发癌症等。但假如屏蔽世界辐射的维护装置过分厚重,又会给脱离地球的发射使命添加很多的本钱。

  艾姆斯试验室正在规划一种可以发生细胞因子蛋白的组成生物电路,可维护宇航员免受太空辐射危害。细胞因子蛋白是机体抵挡辐射危害的一种自我维护机制。但问题是,这种组成生物学电路安顿在哪里好呢?让它在身体里自在漂浮可不是个好主意。美国宇航局使用纳米碳纤维规划了一种生物胶囊,这种胶囊可以植入宇航员的皮下组织,它的气孔很小,令细菌无法逃逸出来,但足以让发生的细胞因子蛋白从里边出来,起到维护宇航员的作用。

  人类发现并研讨天然界中的荧光现象已有几十年前史了,包含美籍华裔科学家钱永健在内的三名科学家因发现和研讨绿色荧光蛋白而取得了2008年的诺贝尔化学奖。萤火虫可以发光,是因为它们的基因中含有一种叫做荧光素酶的特别蛋白质。出于科学研讨的意图,科学家经过遗传基因工程,现已发明出了荧光鼠、荧光猫、荧光猪等别致发光生物。可以宣布荧光的观赏鱼是美国在宠物商店出售的首个基因工程宠物。

  2017年6月,组成生物学Kickstarter项目筹集了近50万美元开发发光树,组成了以DNA“黑客”安东尼·埃文斯为首的三人研讨小组。尽管有人以为真实完成无电照明还要战胜许多妨碍,但许多人对这个项目依然抱有很大期盼,以为这或许创始了一个新途径。这些正在进行中的研讨项目标明,组成生物学正在兴起,实践使用规模也正在日益扩展。

  任何外出游览的人都知道,没有适宜的电源转化接头是一件多么让人头痛的工作。电子职业早在几十年前就现已完成了元部件的规范化。当你需求一只二极管时,你可以买到现成的规范件,而不需求自己去专门制造一个。基因工程至今停止还未能做到这一步。现在,“生物砖基金会”正尽力在组成生物学领域内推广生物元部件的规范化,以便于根据需求将“生物砖”以更有用更具发明力的方法“拼装”起来。每年,研讨人员在研讨中都要用到“规范生物组件登记册”中的许多“生物砖规范元件”,这也是生物元部件的仅有来历。这些生物元部件都是免费供应的,而且都是可以瓦相适配的规范化生物元部件,现在这些“生物砖”的数最已达一万种。

  用“生物砖”拼装的产品不乏独特构思。荷兰一个研讨小组研讨的用生物工程细菌制造的检测棒会令糜烂蜕变的肉改动色彩,超市可使用它来监测肉类制品的新鲜程度。

  全世界每年稀有百万人死于疟疾。据世界卫生组织估量,自上世纪60年代以来,在撒哈拉沙漠以南的非洲区域,每年用于疟疾医治的医疗费用已高达数千亿美元。自17世纪以来,人类一向用奎宁以及疟疾特效药氯喹等来抵挡疟疾,但因疟疾病原体不断进化的抗药性,医治作用不很抱负。现在最有用的疟疾医治计划是多种药物组成的“鸡尾酒”,其间包含从苦艾中提取的要害有用成分青蒿素。但苦艾成长条件严苛,在曩昔几年里,青蒿素商场一向处于昌盛与惨淡的替换循环中,青蒿素的价格也一向处于不稳定的上下起浮中。

  当杰伊·基斯林在试验室里测验规划一种可以出产柴油的基因电路时,他的学生贝克莱注意到试验中发生的一种与青蒿素十分相似的副产品。所以,他们进行盯梢研讨,终究使用从三种不同有机生物体中取得的12种基因,发明晰细胞组成青蒿素产品,并于2006年正式发布。2013年,在取得来自比尔·盖茨基金会的大笔出资之后,这种药物被分配到了疟疾多发区域。

  这种药物的正式面世将是组成生物学革新的一个里程碑,也是生物工程学的第一个了不得的产品。组成生物学革新方兴未已。

  2016年世界基因工程机械规划大赛的亚军取得者是伦敦大学,其获奖作品是一个用来铲除海洋污染的塑料岛屿。

  现在,漂浮在海洋上的塑料废物每年多达数百万吨。不过,这个巨大的人工岛屿并不是由废塑料瓶子堆积起来的,而是由很多细小的塑料碎屑堆积起来的——这给海洋带来的危害更大。塑料碎屑在海水漩涡里积累起来,进入食物链,给海洋生物带来身体上的危害乃至导致逝世。

  伦敦大学的研讨小组规划了一种有浮力的耐盐细菌,这种细菌可以将塑料碎屑和其他降解物质区别开来,然后集合成团,终究构成塑料岛屿。考虑到安全问题,这些基因工程规划的细菌对环境的影响都被降到最低,并有对这种细菌的DNA进行降解的配套体系。


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