Synthetische biologie (SynBio) is een wetenschapsgebied waarbij het leven wordt geconstrueerd voor menselijk voordeel. Het heeft het potentieel om vele facetten van de samenleving opnieuw vorm te geven - van de manier waarop we voedsel produceren tot hoe we ziekten opsporen en genezen.

Het is een snelgroeiend wetenschapsgebied. In feite wordt verwacht dat tegen 2026 de wereldwijde omzet van de SynBio-markt zal bedragen: $ 34.5 miljard, bij een CAGR van 21.9%.

Hoewel dit fascinerende onderzoeksgebied de moeite waard is om aandacht aan te besteden, kan het ontmoedigend zijn om je hoofd eromheen te draaien, vooral als je geen wetenschappelijke achtergrond hebt. Met dit in gedachten, hier is een inleiding tot synthetische biologie en hoe het werkt.

Wat is synthetische biologie?

Zoals we in de inleiding al aanhaalden, is SynBio een gebied van wetenschappelijk onderzoek dat betrekking heeft op het bewerken en opnieuw ontwerpen van de biologische componenten, systemen en interacties waaruit het leven bestaat. Door dit te doen, kan SynBio organismen nieuwe vermogens geven die gunstig zijn voor de mens.

Het is vergelijkbaar met genetische manipulatie, maar het is iets gedetailleerder. Terwijl genetische manipulatie kant-en-klaar genetisch materiaal tussen organismen overdraagt, bouwt nieuw genetisch materiaal van de grond af.

SynBio heeft toepassingen op een groot aantal gebieden, met onderzoek dat alles omvat, van ruimteverkenning tot ontdekking van medicijnen. Hier is een blik op vijf van zijn real-world toepassingen:

1. Medische technologieën

SynBio heeft een breed scala aan medische toepassingen, waaronder het ontdekken van geneesmiddelen, de productie van antilichamen en vaccininnovatie sleutel in de strijd tegen COVID-19). Het speelt ook een belangrijke rol bij “levend medicijn” ontwikkeling, dat is het gebruik van levende microben om chronische of ernstige ziekten te behandelen.

2. Duurzame energieën

Biobrandstof, hernieuwbare energie die is afgeleid van levende materie, zou in de nabije toekomst aardolie en diesel kunnen vervangen - en technologie van synthetische biologie helpt bij het ontwikkelen van fermentatieprocessen die biobrandstof efficiënter zullen produceren.

3. Bioremediatie

Bij bioremediatie worden levende organismen gebruikt om vervuilde locaties in hun oorspronkelijke staat te herstellen. Dit veld gebruikt SynBio om te proberen het decontaminatieproces uit te voeren efficiënter, en om de lijst met verontreinigingen uit te breiden waarop bioremediatie zich kan richten.

4. Voedsel en landbouw

SynBio speelt een belangrijke rol in cellulaire landbouw, dat is de productie van landbouwproducten rechtstreeks uit cellen in plaats van vee of planten. Deze gemodificeerde voedingsmiddelen hebben mogelijk een hogere voedingswaarde of bevatten geen allergenen. Dit kan bijvoorbeeld worden gebruikt om plantaardige hamburgers meer naar vlees te laten smaken.

5. Ruimtesystemen en verkenning

Synthetische biologie en 3D-printen hebben een enorm potentieel om het leven in stand te houden tijdens verkenning van de ruimte. Met behulp van SynBio-technologie kunnen cellen en bacteriën worden aangepast om een ​​groot aantal materialen te produceren - van plastic tot medicijnen en zelfs voedsel - en astronauten kunnen deze synthetisch vervaardigde materialen on-demand printen terwijl ze in de ruimte zijn.

Inzoomen: de wetenschap achter synthetische biologie

Nu we het hebben gehad over het gebruik van SynBio in een breed scala van industrieën, laten we ons verdiepen in de wetenschap erachter. Om de werking van SynBio te begrijpen, is het belangrijk om de relatie tussen: DNA en eiwitproductie.

Eiwitten zijn de drijvende krachten achter het leven in een cel - ze zijn verantwoordelijk voor het uitvoeren van alle levensfuncties. Ze worden gemaakt via een proces dat eiwitsynthese wordt genoemd en dat sterk afhankelijk is van DNA. Waarom is DNA zo belangrijk bij de eiwitproductie? Omdat het alle informatie bevat die een cel nodig heeft voor eiwitsynthese.

Zodra een eiwit is gevormd, begint het aan een complexe reis door de cel, waarbij het in wisselwerking staat met een aantal andere eiwitten en cellulaire componenten om functies uit te voeren die nodig zijn voor het overleven van de cel.

Dit proces van eiwitproductie en cellulaire interactie is een voorbeeld van een biologisch systeem. En het is dit biologische systeem dat synthetische biologen onderzoeken en proberen te manipuleren.

De vijf belangrijkste onderzoeksgebieden

Na het doorzoeken van de literatuur, hebben we vijf hoofdgebieden van SynBio-onderzoek geïdentificeerd:

• in silico Synthetische biologie
  Dit gebied van SynBio-onderzoek betekent 'via de computer' en maakt gebruik van computersimulaties om nieuwe biologische systemen te ontwerpen en te voorspellen. Het is alsof je een tekentafel gebruikt voordat je aan een project begint.
• "Onnatuurlijke" moleculaire biologie
  Een onderzoeksgebied dat zich richtte op het veranderen van de kleinste eenheid van DNA-nucleotiden.
• Bioengineering
  Dit onderzoeksgebied heeft betrekking op grotere DNA-segmenten, zoals genen of chromosomen, en soms andere celcomponenten die een interactie aangaan met DNA. Het heeft tot doel nieuwe eiwitten of eiwitsystemen te creëren en is het meest populaire onderzoeksgebied van SynBio.
• Synthetische genomica
  Gericht op het veranderen en manipuleren van hele genomen (de complete set van het DNA van een cel).
• Protocel Synthetische Biologie
  Dit onderzoeksgebied heeft tot doel hele cellen te construeren. Dit is een stap in de richting van het creëren van organismen die volledig synthetisch zijn

Terwijl het vroege onderzoek in SynBio moeite had om echte projecten af ​​te ronden, is de innovatie op dit gebied het afgelopen decennium snel toegenomen.

Synthetische biologieproducten worden steeds meer alomtegenwoordig in het dagelijks leven - zozeer zelfs dat door 2030, sommige wetenschappers denken dat de meeste mensen iets hebben gegeten, gedragen of gebruikt dat is gemaakt met synthetische biologie.

PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
Klik hier voor gratis proefversie.
Bron: https://www.visualcapitalist.com/map-of-medieval-europe-in-1444/