Вопросы и ответы: Как синтетическая биология изменит нас
Джон Камберс — основатель и CEO SynBioBeta, глобальной сети биологических инженеров и предпринимателей в перспективной новой научной области, известной как «синтетическая биология». Район залива Сан-Франциско является лидером в этой малоизвестной, но быстрорастущей индустрии, которая заново собирает строительные блоки жизни разнообразными и творческими способами.
В: Биология кажется такой же естественной, как божьи коровки, ромашки и кролики. Что делает её «синтетической»?
О: Каждый нуклеотид, каждая A, C, T и G в каждой из ваших клеток синтезированы. Вы были синтезированы. Ваша ДНК от мамы и папы синтезируется в 100 триллионов клеток — это 100 триллионов копий вашей ДНК, — которые делают вас вами. Так что в этом смысле «синтетическое» — это естественно.
Однако название «синтетическая биология» стало означать новый набор технологий для чтения, записи и редактирования ДНК, а также для проектирования, создания и тестирования биологических клеток для выполнения определённых функций.
Я описываю «синтетическую биологию» как движение, цель которого — сделать биологию более простой для инженерии.
В: Что она делает?
О: Мы создаём интересные инновации и приложения — от еды до топлива, лекарств, материалов, химикатов и потребительских товаров.
Например, компания Berkeley Lights из Эмеривилла создала аппаратное устройство для поиска потенциальных антител лекарственного качества против вируса COVID-19.
Оно позволяет взять образец крови пациента, выздоровевшего от COVID-19, выделить иммунные клетки и поместить их в разные «ручки» на машине (их называют «нанопёрьями») с помощью оптических пинцетов... Вы инкубируете их и заставляете производить антитела.
Затем вы можете взять эти антитела и проверить, являются ли они «нейтрализующими», то есть убивают ли они коронавирус или нейтрализуют его. Если да, вы можете вернуться к той самой клетке, которая создала правильное антитело, убившее вирус. Затем вы можете секвенировать ДНК этой иммунной клетки.
Вы можете отправить эту последовательность ДНК-кода в компанию Twist Bioscience из Сан-Франциско, и они создадут и пришлют вам обратно настоящую ДНК. Эту ДНК можно поместить в другую клетку, которая специально используется для производства большого количества антител.
Теперь вы можете «варить» эти анти-COVID-19 антитела в ферментере. Прямо как пиво или вино.
В: Есть ли другие интересные проекты?
О: Один из них — компания ZBiotics из Сан-Франциско, которая производит пробиотическое средство от похмелья. Они изменили бактерию, живущую в кишечнике, так что она экспрессирует фермент, расщепляющий ацетальдегид — побочный продукт метаболизма алкоголя. Ацетальдегид вызывает набухание и воспаление кровеносных сосудов. Это и даёт вам похмелье.
Ещё одно очень крутое применение — от компании Checkerspot из Беркли. Они создали генную «экспрессионную систему» для производства масла из водорослей. Они запустили свой собственный бренд лыж — лыжи сделаны из гибкой пены на основе масел водорослей.
В: Помимо лыж и средств от похмелья, есть ли другие насущные проблемы, которые может помочь решить синтетическая биология?
О: Климатический кризис. Каждый раз, когда мы качаем нефть из земли, заливаем её в машину и проезжаем милю, мы выбрасываем углерод в воздух. Это вызывает хаос.
Биология любит углерод. Она высасывает его из воздуха; она его ест. И превращает в лыжи, или средство от похмелья, или антитела, или ДНК. Всё, о чём я упоминал, сделано из углерода. Это углеродное биопроизводство.
В: Как вы отвечаете людям, которые говорят: «Не вмешивайтесь в природу!»
О: Природа сама вмешивается в наши дела. Она жестокая хозяйка. Прямо сейчас есть коронавирус. И SARS, Эбола, молнии, наводнения, саранча, ядовитые змеи, ядовитые пауки... все эти ужасные вещи — продукты природы.
В: Есть ли вещи, которые нам не следует делать с биологией? Есть ли границы, которые нельзя переходить?
О: Уверен, что есть. Я обычно о них не думаю. О, вот одна: биологическая война. Нам никогда не следует туда соваться.
В: Что вдохновило на создание SynBioBeta?
О: Я описываю SynBioBeta как группу самопомощи для стартапов в области синтетической биологии. Я основал её в 2012 году, чтобы объединить моих друзей из мира стартапов и инвесторов для обмена лучшими практиками, знакомств и разговоров о будущем биологии. На первую встречу пришло 150 человек. На последней конференции присутствовало около 12 000–13 000 человек.
Мы обнаружили, что есть ниша биологов, которые хотят, чтобы биологию было легко конструировать, и группа инженеров, которые хотят конструировать биологию. Это прекрасное пересечение. Наша способность программировать биологию может двигать экономику следующего столетия. И Кремниевая долина активно в это инвестирует.