Синтетическая Биология

Синтетическая Биология

Об этом и многом другом рассказывает кандидат биологических наук, заведующий лабораторией синтетической биологии Менделеевского университета, начальник отдела генетических исследований НИЦ «Курчатовский институт» Максим Патрушев. Синтетическая (системная) биология — новейшее направление науки на стыке информатики, электроники, химии и биологии, которое объединяет передовые области исследований с целью проектирования и синтеза новых, в том числе никогда не существовавших в природе живых систем. Современная синтетическая биология представляет собой инженерный инструментарий для проектирования функциональных и управляемых живых систем с заданными свойствами — энергетического, промышленного и производственного характера. В наши дни синтетическая биология служит источником инноваций, которые обещают решить ряд глобальных проблем, стоящих перед человечеством. В том числе получение на основе искусственных геномов мультидиагностических платформ, лекарственных препаратов, синтетических вакцин и другие. Создание синтетических форм жизни указывает на необходимость развития их мониторинга как на международном, так и национальном уровнях на основе новой системы оценки рисков биологической безопасности. В 2007 году NASA сформировала four рабочие группы по развитию технологий синтетической биологии для задач космоса – это направления биоконструкционных материалов, биосенсоров жизни, обеспечение здоровья человека и системы жизнеобеспечения.

Излагаются основы био конструирования, включая иерархию представлений об организации уровней сложности живых систем, рассказывается о роли стандартизации в разработке биосистем и дается несколько примеров стандартизированных методов сборки ДНК. Наряду с изложением теоретических основ в книге подробно описываются лабораторные исследования, каждое из которых начинается с рассмотрения реальной проблемы или разработки конкретной идеи. Авторы показали, как сочетание синтетической биологии с конструированием работает на практике и что можно узнать с помощью инструментов биоинженера.

Одним из направлений биологии становится синтетическая биология, т.е. биология, в основе которой лежит работа с геномом, причем не только посредством «редактирования» имеющегося (удаление и (или) замена отдельного его фрагмента), а путем синтеза, получения искусственным путем другого генома либо его фрагмента, выполняющего необходимые, заранее заданные функции. Синтетическая биология открывает широкие возможности для медицины, ветеринарии, сельского хозяйства и других отраслей и сфер биоэкономики.

В последние годы развитие получили методы рационального конструирования живых вакцин на основе методологий синтетической биологии. В итоге можно сказать, что вероятно в ближайшем будущем синтетическая биология будет в состоянии создавать опасные вирусы с нуля. Следовательно, риски ненадлежащего использования синтетической биологии проистекают не от биотеррористов, а от таких профессиональных и хорошо обеспеченных ресурсами институций, как национальные вооруженные силы. Какие эксперименты в этой области проводят ученые сегодня? И что случится, если встроить в клетку человека искусственные генетические сети?

Теоретически современные возможности синтетической биологии ограничены только наличием надлежащей материальной базы, уровнем подготовки и фантазии исследователей https://alltlt.ru. Синтетическая биология объединяет генных инженеров, молекулярных биологов, программистов и физиков. Это самостоятельное направление, сфокусированное на конструировании определенных функций в живых клетках.

1 Развитие современных исследований и достижений в области молекулярной биологии и генетики стремительно нарастает. Новые технологии позволяют надеяться на существенные прорывы в области медицины, ветеринарии, растениеводства, в борьбе с эпидемиями и в целом ряде других областей. Вместе с тем эти достижения несут и потенциальные риски, а их неконтролируемое использование может привести к росту опасности применения новых подходов и технологий в противоправных целях. Настоящая работа посвящена рассмотрению правовых и научных аспектов относительно нового направления в биологии – синтетической биологии и анализу ее потенциальных проблем с позиций биобезопасности. , содержит общую и в то же время довольно подробную информацию о потенциальных биологических угрозах, решении проблем в случае их возникновения, а также возможных путях и способах предотвращения возникающих угроз. В обзоре также обосновывается необходимость информирования с научных позиций тех, кто занимается менеджментом и выработкой соответствующих политических мер и решений на национальном и международном уровнях. Конвенция о запрещении разработок, производства и накопления запасов бактериологического (биологического) и токсинного оружия (КБТО) и об их уничтожении в конце 1971 г.

Через них под действием света проходит ток ионов, и, если мы встраиваем такие белки в нейроны мыши, мы можем с помощью света управлять активностью нейронов грызуна. Другой пример — это системы CRISPR/Cas, являющиеся компонентами иммунитета бактерий. Мы берем эту систему, переносим ее в клетки эукариот и получаем редактирование генома — управляем местами, где можно разрезать геном, а потом интегрировать туда новую генетическую информацию. Одним из основных страхов в политическом дискурсе и дискурсе безопасности в этом плане является то, что синтетическая биология облегчает создание опасных патогенов с нуля. Такой нарратив опирается на некоторых бытующих заблуждениях, касающихся синтетической биологии. Многие мультинациональные поставщики сейчас производят наборы, содержащие реагенты, энзимы и пошаговые инструкции для усваивания основных лабораторных технологий, которые используют ученые биологи, в том числе для экспрессии, очистки, обнаружения и анализа нуклеиновых кислот и протеинов.

А есть технологии, такие как флуоресцентные белки и биосенсоры, которые можно использовать опосредованно для изучения патологических процессов и их возможной коррекции. Отдельно стоит упомянуть технологии редактирования генома, потому что это тоже синтетическая биология. Сейчас большое количество клинических испытаний ведется по редактированию генома соматических клеток, когда не нужно исправлять весь организм, а есть, например, отдельные клетки мышцы, в которой в результате генетической поломки белка не реализуется нормально функция сокращения мышцы.

В то же время новейшие технологии синтетической биологии способны привести к серьезным изменениям не только в тех областях экономики, где они могут быть успешно использованы, то также в обществе, в окружающей среде. В статье предпринимается попытка осмысления феномена ««синтетического» генома и создаваемых с его использованием новых объектов, продуктов. Тем не менее, синтез искусственного генома может стать реальностью, так же как и введение его в живую клетку с удаленным из нее собственным геномом. Подобную задачу ставит перед собой новый раздел науки, названный синтетической биологией. Развитие этого направления может открыть новую эру в науке и в частности, в биотехнологии, улучшив наше понимание того, как функционируют живые организмы. Типичным примером синтетической биологии является оптогенетика, когда мы берем светочувствительные молекулы, например, из одноклеточных водорослей или из бактерий — белки-антенны, которые улавливают свет.

Выживаемость солдат является одной из ключевых областей исследований лаборатории. Считается, что такие технологии, как CRISPR, позволяющие вырезать с хирургической точностью нежелательные фрагменты ДНК, открывают новые возможности для изменения генетической структуры организмов. В СМИ в течение нескольких последних лет размещалась информация об американских разработках по созданию живых организмов, приспособленных выживать в запредельно экстремальных условиях. Америка проявляет большой интерес к достижениям в этой области других стран. Китайские ученые из Южного университета науки и технологий в Шэньчжэне сообщили, что уже в ноябре 2018 года помогли появиться на свет первым детям с геномом, отредактированным на стадии эмбрионального развития. Молекулярный биолог Денис Ребриков, работающий в Российском национальном исследовательском медицинском университете имени Н.И. Пирогова в Москве, планирует провести геномное редактирование CRISPR/Cas9, чтобы избавить нескольких детей от глухоты.