Синтетическая биология – это область науки, занимающаяся биоинженерией во благо человека. Она обладает потенциалом для переопределения многих столпов общества – от методов производства пищи до выявления и лечения заболеваний.
Это направление продолжает стремительно развиваться. Ожидается, что к 2026 году общемировой размер выручки рынка синтетической биологии достигнет 34,5 миллиардов долларов США, а среднегодовой темп роста составит 21,9%.
Хотя эта увлекательная область исследований заслуживает внимания, она может показаться сложной для понимания, особенно если у Вас нет научного образования. Поэтому мы предлагаем Вашему вниманию вводную информацию о синтетической биологии и о том, как она работает.
Что представляет собой синтетическая биология?
Как мы уже отметили во введении, синтетическая биология - это область научных исследований, которая занимается редактированием и модификацией биологических компонентов, систем и взаимодействий, обеспечивающих жизнедеятельность. Таким образом, с помощью нее можно дать организму новые способности, полезные для человека.
Она схожа с генной инженерией, но имеет несколько более узкую специализацию. В то время как генная инженерия переносит готовый генетический материал между организмами, синтетическая биология создает новый генетический материал с нуля.
Данная область исследований охватывает все сферы - от освоения космоса до разработки лекарств. Ниже мы рассмотрим пять реальных примеров ее применения:
- Медицинские технологии
- Устойчивая энергетика
- Биоремедиация
- Пищевая промышленность и сельское хозяйство
- Космические системы и исследование космоса
В деталях: наука, стоящая в основе синтетической биологии
Теперь, когда мы обсудили применение синтетической биологии в самых разных областях, давайте познакомимся с ее научной основой. Чтобы понять механику этой сферы научных исследований, важно изучить взаимосвязь между ДНК и процессом производства белков.
Белки служат движущей силой жизни внутри клетки - они отвечают за выполнение всех жизненно важных функций. Их образование происходит в ходе процесса, называемого синтезом белка, который во многом зависит от структуры ДНК. Почему ДНК так важна для производства белков? Потому что в ней содержится вся информация, необходимая клетке для синтезирования белка.
После формирования белка он отправляется в свой сложный путь по клетке, взаимодействуя с множеством других белков и клеточных компонентов для выполнения функций, необходимых для выживания клетки.
Этот процесс производства белка и взаимодействия клеток представляет собой пример биологической системы. Синтетические биологи исследуют именно эту биологическую систему и пытаются ею управлять.
Пять основных направлений исследований
Изучив литературные источники, мы выделили пять основных направлений исследований в области синтетической биологии:
- Виртуальная (in silico) синтетическая биология
- "Неестественная" молекулярная биология
- Биоинженерия
- Синтетическая геномика
- Протоклеточная синтетическая биология
Если на ранних этапах исследований в области синтетической биологии с трудом удавалось осуществлять реальные проекты, то в последнее десятилетие инновации в этой области развиваются быстрыми темпами.
Продукты синтетической биологии все чаще встречаются в повседневной жизни, и по мнению некоторых ученых, к 2030 году большинство людей будут питаться, одеваться или пользоваться изделиями, созданными с помощью синтетической биологии.