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——丹·墨菲,AgNetwork, 2010年6月9日
当然,合成生物学在分子生物学仍是一个年轻的学科。事实上,如果要测量其成熟“科学年”——我们如何估计相对人类年龄的狗或cat-then合成生物学将是一个吵闹的青少年:充满活力和承诺,而是一种方法实现其全部潜力。
说,略高于十年的活动这个令人兴奋的新的科学已经承诺产生一些潜在的戏剧性改善农业(和其他)系统。但要意识到今天的合成生物学研究可能会影响明天的粮食生产,首先我们要阅读一些科学相当艰巨。
在这里。
循环训练
合成生物学的一个简化的解释是,它涉及到工程的基因网络,可以控制生物过程在细胞水平上。如果“基本”生物技术利用基因从一个有机体的移植到另一个引入新功能(如大豆抗特定herbicide-then合成生物学可能被理解为试图重组更复杂的生物活性通过基因表达网络的建设。
基因表达网络到底是什么?你可能会问。助理教授根据Kaustubh Bhalerao伊利诺伊大学农业与生物工程和主要的合成生物学研究人员之一,这些网络操作的生物等效电子控制电路。他解释说在最近的趋势在生物技术的一篇文章中,“合成生物学试图构建人工电路可以控制生物功能可能转型方式。”
Bhalerao目前领导一个多学科的研究小组,由美国国家科学基金会提供部分资助,包括旧金山加利福尼亚大学的科学家们,斯坦福大学、剑桥大学和纽卡斯尔大学。团队正在努力构建系统,使细菌——沟通和控制工厂,顺便说一下,是豆科植物固氮。
这是一个时刻。科学家已经使用合成生物学技术来创建一个拨动开关,控制基因表达是否开启或关闭,以应对一个刺激。下一个阶段,它开始有趣的是开发整个基因网络,可能会引发更为复杂的生物活性。
比如编程玉米固氮。玉米氮肥的使用是必不可少的盈利增长,但是其可持续性长期开始受到质疑,如果没有其他的事,它代表了一个重要的生产成本。但是真的可以“教”玉米来修复自己的氮,消除或至少减少氮肥的需要应用程序?
Bhalerao说,是的。“我们现在了解足够的基因如何工作和蛋白质是如何产生的,我们可以考虑重新编程细胞是如何工作的,”他解释道。
大豆固氮信号中的某些细菌在植物的根。然后,一旦开发正确的生化环境,细菌被修复植物可以利用的氮。这就是为什么大豆自然高氮和富含蛋白质的食物来源。
“我们为什么不教玉米如何做到这一点呢?”他问道。“这将减少对石油的需要肥料,这对可持续农业有巨大影响。”
合成生物学研究依然昂首挺胸,最大的一个领域进展建立生物资源库可互换的基因电路可以组装以模块化的方式逐步构建更复杂的基因表达网络。这听起来像电子设备的建造方式吗?应该,因为它是。
“比较合成生物学与电子的画很多的想法和术语,我们还不能预见的互联网技术的样子,“Bhalerao说。“我们仍在发展中晶体管的阶段。”
更多信息在合成生物学和Bhalerao教授的研究,登录Bhalerao集团网站http://abe-bhaleraolab.age.uiuc.edu/
丹·墨菲是食品行业的一名资深记者和评论员
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