Синтетическая биология: революция XXI века и позиция Австралии

Синтетическая биология — это конвергенция биотехнологий, информационных технологий, производства и автоматизации. Она становится доминирующей технологией этого века, формируя будущее, подобно промышленной или IT-революциям.

Что такое синтетическая биология?

Это проектирование и создание новых стандартизированных биологических частей и устройств (кодируемых ДНК) для решения практических задач.

Ключевое применение: «Клеточные фабрики» для производства промышленных химикатов.

• Пример: Химикат бутандиол (используется для производства 2.5 млн тонн пластиков, включая 500 тыс. тонн спандекса/лайкры в год). В 2011 году его получали только из нефтехимии. Компании Genomatica и BASF создали коммерчески жизнеспособный синтетико-биологический метод производства, выведя его из лаборатории на промышленный масштаб за 5 лет.

Применение в медицине, экологии и сельском хозяйстве

• Медицина: Производство противомалярийного артемизинина дрожжами (вместо экстракции из растения), что стабилизирует цены. Инженерная модификация иммунных клеток показала 50% полной ремиссии у безнадежных больных раком крови (2016) и 36% (2017). Недавно аналогичный подход вылечил запущенный рак груди.
• Биомониторинг: Создание крошечных высокоспецифичных биосенсоров для детекции загрязнителей (углеводороды, тяжелые металлы, антибиотики), мониторинга здоровья и состояния окружающей среды.
• Сельское хозяйство: Повышение урожайности и устойчивости культур/животных с меньшим экологическим следом (эффективное использование воды/питательных веществ, фотосинтез, фиксация азота, устойчивость к болезням). Возможны улучшения питания, вкуса, удаление аллергенов из молока, яиц, орехов. Также сельхозсистемы могут стать платформой для дешевого крупномасштабного производства лекарств и антител.

Вызов: Прогресс в агросфере может ограничиваться не технологиями, а общественным принятием из-за прошлого сопротивления ГМО.

Мировой рост

• Рынок компонентов (частей ДНК): 5.5млрд(2015)→ 40 млрд (2020, прогноз).
• Рынок продуктов: Доля биологических химикатов в глобальном химическом рынке ($1.2 трлн): 2% (2008) → 22% (2025, прогноз), благодаря синтетическим микробным фабрикам.
• Государственные инвестиции: Дорожные карты разработаны в США, Великобритании, ЕС, Китае, Сингапуре, Финляндии.
• Частные инвестиции (США): ~$200 млн (2009) → $1.8 млрд (2017) → $1.5 млрд (только за первое полугодие 2018) → прогноз на 2018: свыше $3 млрд (данные Synbiobeta).

Позиция Австралии

Австралия развивает направление активно, но с некоторым отставанием.

• 2014: Основано профессиональное общество Synthetic Biology Australasia.
• 2016: CSIRO инвестировал A13млнвПлатформуперспективныхнауквобластисинтетическойбиологии(SynBioFSP).НасегодняпортфельвыросдоA40 млн с участием >200 ученых CSIRO и >40 партнерских организаций в 60 исследовательских проектах.
• 2016: Синтетическая биология признана приоритетом в Национальной дорожной карте исследовательской инфраструктуры.
• 2017: Специальный конкурс по синтетической биологии. Создан руководящий комитет по оценке инфраструктурных потребностей.
• 2018: Австралийский совет научных академий выпустил отчет «Синтетическая биология в Австралии: видение до 2030», анализирующий возможности и вызовы для страны.

Вывод: Синтетическая биология — чрезвычайно быстро развивающаяся технология с огромным потенциалом для создания новых рынков и долгосрочного развития Австралии.