Leabhar Oideas Dúlra a Athscríobh: An chaoi a gcuirtear Ginkgo Bioworks i gcion ar beagnach gach tionscal ar féidir leat smaoineamh air

Bhí Ginkgo Bioworks, atá lonnaithe i mBostún, sna ceannlínte le déanaí:

  • Tabharfaidh Ginkgo “bithdháileadh chuig na maiseanna”. (Cuideachta Thapa.)
  • Cuirfidh Ginkgo “ina luí ort grá a thabhairt do GMOanna”. (An tAtlantach.)
  • Is iad Ginkgo na “Cops DNA” a chabhraíonn le “aicme nua arm bitheolaíoch a chosc ó chruthú”. (Bloomberg.)
  • Déanfaidh Ginkgo “Dlí Moore” a atheagrú. (Forbes.)

Cad a chiallaíonn sé seo go léir? Conas is féidir le cuideachta amháin é sin go léir a dhéanamh?

Labhair mé le déanaí le comhbhunaitheoirí Ginkgo Bioworks, Tom Knight agus Jason Kelly faoi thodhchaí na déantúsaíochta agus faoin gcaoi a mbeidh rúin na bitheolaíochta ina rúin chun an chéad Réabhlóid Thionsclaíoch eile a dhíghlasáil.

Is Níos Mó ná Cuideachta Bitheolaíochta é Ginkgo Bioworks - Tá Lámhleabhair Treoracha á dTiomsú acu don Domhan Nádúrtha Iomlán

Tl: dr: Is nanaitheicneolaíocht í an bhitheolaíocht a oibríonn.

Agus é ainmnithe i ndiaidh an chrainn Ginkgo, tá Ginkgo Bioworks ag iarraidh éifeachtúlacht thionsclaíoch a thabhairt chuig bitheolaíocht agus éifeachtúlacht bhitheolaíoch don tionscal trí athmhachnamh a dhéanamh ar an gcaoi a ndéantar beagnach gach rud.

Is é atá i gcosán an chomhbhunaitheora Tom Knight ó chrua-earraí ríomhaire go bitheolaíocht mhóilíneach ná finscéalta, agus tá sé ríthábhachtach chun scéal Ginkgo a thuiscint. Thosaigh Knight cleamhnas fiche bliain le MIT agus é fós ar scoil ard, nuair a ghlac sé cuid de na chéad ranganna ríomhchlárúcháin riamh agus chaith sé a chuid samhraí sa tsaotharlann faisnéise saorga a bhí níos géire ansin. Sa deireadh bhain sé céim amach trí PhD MIT ar dhámh MIT, áit ar oibrigh sé ar an ARPANET - leagan an-luath den idirlíon - agus chomhbhunaigh sé gnólachtaí nuathionscanta chun a aireagáin crua-earraí ríomhaire a thráchtálú. Bhí an chéad ainm fearainn .com cláraithe ag ceann de na cuideachtaí a chomhbhunaigh sé - Symbolics - agus chuaigh sé go poiblí sa deireadh.

Agus é ag múineadh cúrsa comhtháite um dhearadh ciorcad, thug Knight dúshlán dá mhic léinn deireadh Dlí Moore a thuar - an prionsabal oibríochta go ndéanfadh cumhacht ríomhaireachta dúbailt beagnach gach dhá bhliain. Chonaic Knight go raibh deireadh an luas feabhsúcháin sin an-ghar agus smaoinigh sé, ‘Cad atá amach romhainn? Cad a dhéanann tú faoin bhfíric go bhfuil an croítheicneolaíocht, atá mar bhunús le ríomhaireacht ardfheidhmíochta, ag teacht chun deiridh? '”

Thosaigh sé ag cuardach an fhreagra, agus fuair sé sa bhitheolaíocht mhóilíneach é. Ag 50 bliain d’aois, le PhD agus fiche nó tríocha bliain d’obair ag na leibhéil is airde de na réimsí innealtóireachta ríomhaireachta, chuaigh sé ar ais ar scoil, ag tosú le rang bitheolaíochta móilíneach leibhéal sophomore. Sa deireadh bhunaigh sé saotharlann bitheolaíochta móilíneach laistigh den roinn eolaíochta ríomhaireachta ag MIT, agus thosaigh sé ag tástáil a hipitéis maidir le bitheolaíocht a ghiaráil chun fadhbanna a bhí beartaithe aige roimhe seo ag úsáid sileacain a réiteach.

Deir siad gurb é riachtanas máthair an aireagáin, agus chuaigh Knight i gcoinne riachtanas: chun a thurgnaimh a dhéanamh ar bhaictéir atá curtha in eagar ag géine (níos mó ná sin níos déanaí,) theastaigh uaidh ar dtús na baictéir a chruthú. Tógadh am, obair athchleachtach, agus tháirg a inchinn innealtóireachta eipifíte: b’éigean réiteach innealtóireachta a bheith ann chun baictéir atá curtha in eagar ag géine a chruthú ar bhealach inscálaithe, éifeachtach. Ag a chroílár, dhírigh a epiphany ceist chriticiúil: cad a scarann ​​innealtóireacht bhith-agus ghéiniteach ó innealtóireacht fhisiciúil? Cad is féidir a dhéanamh má smaoinímid orthu ar an mbealach céanna?

Mar thoradh ar scór bliain de shaineolas ríomhaireachta agus innealtóireachta a cuireadh i bhfeidhm ar oideachas réasúnta nua i mbitheolaíocht mhóilíneach, tugadh léargas criticiúil dó: chuirfeadh meon aigne innealtóireachta i bhfeidhm sa phróiseas fionnachtana - rud a fhágfadh go mbeadh sé in ann géanóm a innealtóireacht níos gasta agus níos intuartha - go dtógfadh sé micribhitheolaíocht thionsclaíoch go scála nua.

Cumhacht na Baictéir

Díríonn Ginkgo ar bhaictéir. Tarlaíonn sé má thugann tú na treoracha cearta do na prokaryotes bídeacha seo, is féidir leo beagnach aon rud is féidir le bitheolaíocht a dhéanamh.

“Nuair a smaoinímid ar na rudaí go léir a theastaíonn uainn sa tionscal - stóráil fuinnimh, leictreoin a thiontú ina gceimiceáin, srl - is cosúil go bhfuil go leor baictéar ann a réitigh na fadhbanna seo cheana féin,” a dúirt Knight liom.

Tosaímid ag an tús: leanann gach a dhéantar sa domhan bitheolaíoch oideas ar leith, cosúil le lámhleabhar treoracha. Peiptíd A móide próitéin B móide fosfailipíd C móide aigéad núicléasach D agus voila, tá orgánach agat (cosúil le planda), próitéin (cosúil le keratin, an príomhstruchtúr a chuimsíonn ár gcuid gruaige agus ciseal seachtrach ár gcraicinn), nó meicníocht cosanta ceimiceach (cosúil le caiféin, ar bhealach a fhágann nach mbíonn plandaí tarraingteach do fheithidí, ach a tharlaíonn freisin chun ár gcognaíocht a threisiú).

Is próiseas éifeachtach, costéifeachtach agus inscálaithe é ábhar lámhleabhar treoracha tógála do bhaictéir - na mílte acu, arna bhforbairt ag innealtóireacht thapa agus fréamhshamhlú giniúna tar éis giniúint baictéir atá curtha in eagar ag géine - chun ábhar bitheolaíoch a dhéanamh. Seo í an fhís spreagúil do Ginkgo. Ba mhaith le Tom, Jason, agus a bhfoireann a bheith ina gcineál Foxconn don bhitheolaíocht, in ann beagnach aon rud ar domhan a mhonarú go saor, go tapa agus ar scála domhanda.

Thairg Knight analaí oscailt súl: tá fóntais móilíní bitheolaíocha innealtóireachta “an-chosúil ar go leor bealaí le cuid de na bunspreagthaí don teicneolaíocht mar shilicón, sa domhan leathsheoltóra. Tá bunteicneolaíocht agat, i gcás sileacain an cumas chun feistí leathsheoltóra a dhearadh agus a phatrúnú agus a chumhachtú, cinn an-chasta. Tá an teicneolaíocht agnostach leis an bhfeidhmchlár: d’fhéadfá a bheith á húsáid chun micreaphróiseálaithe a dhéanamh nó le haghaidh gluaisteán. Is féidir leat tacair teilifíse a dhéanamh as. Is féidir leat iPhones a dhéanamh. "

“Ceann de na rudaí a bhfuilimid ag baint leasa as anseo ag Ginkgo, is ea ginearáltacht an ardáin,” a dúirt Kelly, “Táimid ag dearadh móilíní bitheolaíocha gan feidhmchlár ar leith, agus a fhios againn go mbainfimid úsáid as an teicneolaíocht sin ina hiomláine tionscail éagsúla, ”a mhínigh Kelly.

Déanfaidh ardán ginearálaithe Ginkgo don bhitheolaíocht an rud a rinne an tsaotharlann monaraithe don domhan leathsheoltóra: réitigh sé an bealach do tháirgeadh teicneolaíochta uathoibrithe.

“Go ginearálta, is féidir leat an bhitheolaíocht is infheidhme maidir le hainmhithe feirme a thógáil agus í a chur i bhfeidhm ar phlandaí. Féadfaidh tú an teicneolaíocht chéanna a ghlacadh is infheidhme maidir le beoir a ghrúdú agus antasubstaintí a dhéanamh leis, ”a mhínigh Kelly,“ toisc go ritheann siad go léir ar an gcóras oibriúcháin céanna - DNA. "

Ach cad faoi na ceannlínte sin go léir? Todhchaí na déantúsaíochta? Biodesign? Bioweapons? Cóipeanna DNA? Gach ó baictéir?

Sin ceart, ar fad ó bhaictéir ag feidhmiú de réir lámhleabhair treoracha an-speisialaithe, arna bhforbairt ar scála de réir samhail atá uathúil do Ginkgo a chuireann cur chuige innealtóireachta teicneolaíochta i bhfeidhm ar an tasc. Níos mó ar an tsamhail i mbeagán, ach ar dtús, thug Knight agus Kelly mé trí chúpla sampla dá bhfuil i bpróiseas.

Sampla # 1: Páirc Jurassic Little Bit, Gully Raithneach Little Bit, Chanel Giotán Beag №5

Ar smaoinigh tú riamh cén chuma a bhíonn ar bhláthanna sa Cretaceous? An gceannófá Eau de Fern Brúite Faoi Do Chosa Le linn an Cambrian?

Ag baint úsáide as samplaí ó Herbarium Harvard, tá súil ag Ginkgo scents núíosacha a tháirgeadh do chumhradóirí. Trí DNA a bhaint as bláthanna atá imithe as feidhm leis na céadta bliain, ag ionchódú an DNA sin i mbaictéir agus á fhás i giosta, creideann siad gur féidir leo cumhráin a thabhairt don mhargadh nár leag daoine beo riamh bruith orthu.

Buntáiste mór amháin a bhaineann le táirgeadh a aistriú go baictéir ná luas. Cé acu i dtionscal ar ndóigh an rud céanna le costas. Tógann sé míonna nó blianta fiú glúnta plandaí a fhás, ach is féidir glúnta baictéaracha a tháirgeadh laistigh de 30 nóiméad.

Fiú mura bhfuil tú i mboladh ré Victeoiriach, tá iarmhairtí tábhachtacha ag an gcumas boladh a tháirgeadh trí ionramháil ghéiniteach ar bhaictéir. Gan é, más mian le cumhrán móilín cumhráin a cheannach, caithfidh siad a bheith ag brath ar fheirmeoirí chun an planda iomlán a fhómhar. Éilíonn unsa amháin de Chanel Uimhir 5 níos mó ná míle bláthanna. Eachtarshuí sin ar fud gach táirge i ngach tionscal atá ag brath ar bholadh - ó uisce ardaigh go glantach go lóiseanna, agus sea, cumhrán - agus sin barraí go leor. Tá sé amú agus costasach don chomhshaol a bheith ag brath ar phlandaí iomlána le haghaidh móilíní boladh, agus, déanaimis aghaidh air, is cosúil go bhfuil sé chomh 20ú haois, nach bhfuil?

Ba mhaith le Ginkgo plandaí ársa a aiséirí le haghaidh cumhrán neamhchoitianta. Teastaíonn timpeall 1,012 bláthanna ó 1 unsa de Chanel!

“Uaireanta ní oibríonn na barra sin ar chúis éigin le linn bliana ar leith. Agus mar sin más cumhrán tú agus má tá tú ag brath ar an mbarr sin, is fadhb thromchúiseach í, ”a dúirt Knight.

Ach má ghlacann tú lámhleabhar treoracha an cheimiceáin cumhra, plopáil isteach i mbaictéar é, agus aon cheimiceán saincheaptha a phriontáil - ársa, nua-aimseartha, nó b’fhéidir fiú nua-aimseartha - ar éileamh, tá tú díreach tar éis tionscal billiún dollar a réabhlóidiú agus deireadh a chur leis an ngá atá le barraí uisce agus craving spáis.

Sampla # 2: Is Féidir Linn Gach Planda a Dhéanamh Isteach i bPlandaí Féin-Thorthú

A ligean ar smaoineamh níos mó. Sábháil-ár bplainéad níos mó.

Is comhfhiontar le Bayer ceann de phríomhthionscadail Ginkgo, Joyn Bio, chun aicme nua baictéar a shocraíonn nítrigin a innealtóireacht a cheanglódh le fréamhacha arbhar agus cruithneachta agus a laghdódh go mór an gá atá acu le leasachán.

Is é an smaoineamh na scileanna miocróbach a aistriú ó speiceas amháin (abair, pónairí soighe, atá in ann a nítrigin féin a ghaisteáil trí bhaictéir a chónaíonn ina bhfréamhacha) go speiceas eile plandaí (cruithneacht agus arbhar, nach féidir leo a nítrigin féin a ghaisteáil), an lámhleabhar treoracha a aistriú ó speiceas amháin go speiceas eile.

Má oibríonn sé, is gearr go mbeidh barra arbhar agus cruithneachta in ann iad féin a thorthú agus an ithir a athlánú, ag laghdú go mór an méid fuinnimh a theastaíonn agus na gásanna ceaptha teasa a astaítear chun soláthar bia an domhain a chothú.

Sampla # 3: Buaileann Bithshlándáil Slándáil Náisiúnta

Mar fho-iarmhairt de bheith ar an dearthóir DNA is mó ar domhan, tá bunachar sonraí mór inmheánach de DNA deartha ag Ginkgo, a thugann leabharlann seichimh dóibh chun comparáid a dhéanamh idir aon seicheamh nua anaithnid i gcill, orgánach, víreas nó pataigin. Mar chuid de ghrúpa i gcomhpháirtíocht le IARPA, tá súil ag Ginkgo a bheith in ann ceisteanna a fhreagairt faoi aon orgánach nó snáithe DNA nua a d’fhéadfadh teacht ar an rialtas nó earnáil na sláinte, lena n-áirítear an bhféadfadh sé a bheith pataigineach (ie is cúis le galair), cibé acu atá nó nach bhfuil. ní “de dhéantús an duine” a bhí sé nó cibé an bhféadfadh sé a bheith contúirteach ar bhealach éigin eile.

Sampla # 4: D’fhéadfadh Turas Iontach Isteach sa Chorp Leigheas a Réabhlóidiú

D’fhéadfaí an smaoineamh céanna - lámhleabhair treoracha a mhalartú - taobh thiar de chumhráin saincheaptha nó ársa agus miocróib ithreach modhnaithe a chur i bhfeidhm ar chógais a dhéanamh freisin. Tá Ginkgo, i gcomhpháirtíocht le Synlogic, ag fiosrú conas is féidir le baictéir gut neamhoird an choirp agus na hintinne a mhodhnú. Cosúil le tionscadal Joyn Bio baineann sé le miocróib innealtóireachta a chónaíonn le plandaí, baineann an ceann seo le miocróib innealtóireachta a bhfuil cónaí orthu sa phutóg. D’fhéadfadh Ginkgo lá amháin ár mbaictéir gut a iompú ina monarchana cógaisíochta - in ann aon druga a phriontáil, saor, ar éileamh, ón taobh istigh den chorp.

“B’fhéidir go mbeimis in ann é sin a dhéanamh trí, arís, cóipeáil a dhéanamh ar an méid a d’fhéadfaí a bhaint as gléasra agus an cumas táirgthe sin a aistriú go giosta nó baictéir,” a dúirt Knight.

Oibríonn innealtóir coipeadh Ginkgo Bioworks Kar Mun Neoh i Bioworks2. Creidmheas íomhá: Ginkgo Bioworks

An Difríocht Ginkgo

Tá na féidearthachtaí iontach. Mar sin freisin tá samhail Ginkgo a athraíonn acmhainneacht ina réaltacht. Tá sé ina chuidiú tuiscint a fháil ar an gcaoi a bhfuil siad difriúil ná an ghnáthchuideachta biteicneolaíochta.

Téann próiseas caighdeánach an tionscail mar seo: ar dtús, sínigh conradh chun comhdhúil shonrach a dhéanamh, chun críche ar leith. Ansin, arm de bhitheolaithe móilíneacha a fhostú agus suigh iad ag binsí saotharlainne ina ndéanann siad bealaí géiniteacha a dhearadh agus a thástáil. Má d’fhostaigh tú bitheolaithe móilíneacha an-mhaith, b’fhéidir go bhféadfaidís leath dosaen cosán a dhearadh, a chóimeáil agus a thástáil go tapa chun ceann nó dhó a fháil a oibríonn chun na críche sainiúla a bhfuil siad ag fiach air.

Casann Ginkgo an próiseas sin ar a cheann, a bhuíochas le meon innealtóireachta Tom agus Jason. Oibríonn Ginkgo i bhfad níos cosúla sa domhan sileacain - déileálann siad leis an mbitheolaíocht mar theicneolaíocht agnostach torthaí, seachas mar thaictic theoranta sainchuspóra.

Mar sin, ag am ar bith, tá foirne Ginkgo ag obair ar an iliomad tionscadal, ag táirgeadh cosáin agus orgánaigh a d’fhéadfaí a chur i bhfeidhm ar aon líon sainchuspóirí. Cuimhnigh ar an gcaoi a bhfuil sileacain agnostach cibé an bhfuil sé ag cumhacht iphone nó carr? Mise freisin. Tá ardán bunúsach na mbaictéar, a threoraítear ar bhealaí gan áireamh, chomh agnostach le cibé an bhfuil sé ag cumhacht leigheas nó boladh nó fréamhacha a shocraíonn nítrigin? Seo mar a rinne Ginkgo an leabharlann ollmhór sin de DNA a ndearna mé cur síos air i sampla # 3. Is é seo an mhonarcha baictéir.

Nuair a fhaigheann Ginkgo tionscadal nua, ní gá dóibh foireann PhD a fhostú chun suí ag deasca saotharlainne. Ina áit sin, casann siad foireann inmheánach chun an mhonarcha a fhostú chun cosáin a dhearadh go tapa, an eagarthóireacht géine a dhéanamh, é a chur i bhfeidhm ar ghlúine baictéar nó giosta, agus iad a thástáil agus a anailísiú. Má tá na horgánaigh dheartha ag táirgeadh an chomhdhúil atá á lorg acu, aistrítear iad chuig saoráid a tháirgeann iad ar scála. Mura féidir, féadfaidh siad an próiseas a athdhéanamh go tapa.

“Mar sin, ar feadh an chosáin sin, tá foireann ann nach bhfuil sainiúil don tionscadal ach atá sainiúil don teicneolaíocht ar an mbealach céanna a bhfaighfeá sa tsaoráid monaraithe leathsheoltóra ina bhfuil daoine agat atá go maith ag dearadh maisc agus ansin daoine atá go maith ag sliogadh sliseog sileacain agus ansin tacar eile daoine atá go maith ag slisniú na sliseog sin agus á bpacáistiú, ”thug Knight faoi deara.

Dúirt Kelly, “Tabhair faoi deara anois go bhfuil an fhoireann ag gach céim den táirgeadh go maith ar a bhfuil siad freagrach, agus ní dhéanann sé aon difríocht cibé an bhfuil siad ag déanamh sileacain do ghluaisteán nó d’fhón póca. Tá seicheamh na rudaí a dhéantar díreach mar an gcéanna, is cuma cad é an táirge deiridh. "

Tá “fíor-innealtóireacht” déanta ag foireann Ginkgo ar “bith-innealtóireacht” - díreach mar a bhí súil ag Tom.

Tá Ginkgo ag Dearadh na Todhchaí

D'iarr mé ar Knight smaoineamh ar sci-fi beag. Cén chuma a bheidh ar an todhchaí, agus Ginkgo Bioworks i gceannas?

Shamhlaigh Knight fás i réimse na bitheolaíochta tuartha, áit ar féidir leis na dearaí a bheith níos éifeachtaí trí insamhalta a dhéanamh an oibreoidh lámhleabhair treoracha éagsúla, ina mbeidh orgánaigh, agus cathain.

Taobh amuigh dár gcorp féin ag priontáil na gcógas a theastaíonn uainn, plandaí féin-toirchithe, nó cumhráin a aiséirí, cad a d’fhéadfaimis a shamhlú? Crainn dearthóra ar athchláraíodh a gcuid gormchlónna struchtúracha chun go gcruthóidh siad i gcruth tí in ionad cruthanna lomáin? (Tá mé isteach. Ba mhaith liom cónaí i dteach crann ollmhór.) Bóithre déanta as coincréit féin-leighis ?? Ceimiceáin agus fuinneamh uile an domhain beagnach á ndéanamh i silos ollmhór, neamhdhíobhálach don chomhshaol, ciúin agus glan i lár Mheiriceá?

Mar a thug Knight faoi deara, “Is cosúil le fiafraí de Bardeen, aireagóir an trasraitheora‘ iPhones a thuar le do thoil ’i 1948. Ní féidir leat é a thuar. Is féidir leat buille faoi thuairim a thabhairt faoi na rudaí atá tábhachtach inniu ach níl aon leid againn don todhchaí. "

Is é sin le rá, an spéir… agus an talamh, agus na farraigí, agus an chine daonna… go bunúsach, an domhan, an teorainn.