Синтетическая биология - Synthetic biology

«Искусственная форма жизни» перенаправляется сюда. Для смоделированных форм жизни см. Искусственная жизнь.
Часть серии статей о
Синтетическая биология
Синтетические биологические схемы
Редактирование генома
Искусственные клетки
Ксенобиология
Другие темы
Исследования синтетической биологии в Исследовательский центр НАСА Эймса.

Синтетическая биология (SynBio) - это междисциплинарная область исследований, которая направлена ​​на создание новых биологических частей, устройств и систем или изменение конструкции систем, которые уже существуют в природе.

Это отрасль науки, которая охватывает широкий спектр методологий из различных дисциплин, таких как биотехнология, генная инженерия, молекулярная биология, молекулярная инженерия, системная биология, мембранная наука, биофизика, химическая и биологическая инженерия, электротехника и компьютерная техника, техника управления и эволюционная биология.

За счет более мощного генная инженерия возможности и снижение синтеза ДНК и затраты на секвенирование, область синтетической биологии быстро растет. В 2016 году более 350 компаний из 40 стран активно занимались разработкой синтетической биологии; чистая стоимость всех этих компаний на мировом рынке оценивается в 3,9 миллиарда долларов.[1]

Определение

Синтетическая биология в настоящее время не имеет общепринятого определения. Вот несколько примеров:

  • «использование смеси физической инженерии и генной инженерии для создания новых (и, следовательно, синтетических) форм жизни»[2]
  • «новая область исследований, которая направлена ​​на объединение знаний и методов биологии, инженерии и смежных дисциплин в разработке химически синтезированной ДНК для создания организмов с новыми или улучшенными характеристиками и чертами»[3]
  • "проектирование и строительство биологические модули, биологические системы, и биологические машины или перепроектирование существующих биологических систем для полезных целей "[4]
  • «Применение инженерной парадигмы системного проектирования к биологическим системам с целью создания предсказуемых и надежных систем с новыми функциональными возможностями, которых нет в природе» (Европейская комиссия, 2005 г.). Это может включать возможность молекулярный ассемблер на основе биомолекулярных систем, таких как рибосома[5]

Синтетическая биология традиционно делится на два разных подхода: сверху вниз и снизу вверх.

  1. В сверху вниз Подход включает использование методов метаболической и генной инженерии для наделения живых клеток новыми функциями.
  2. В вверх дном подход предполагает создание новых биологических систем in vitro объединяя «неживые» биомолекулярные компоненты,[6] часто с целью построения искусственная клетка.

Таким образом, биологические системы собираются модуль за модулем. Системы бесклеточной экспрессии белков часто работают,[7][8][9] как и молекулярные механизмы на основе мембран. Прилагаются все возрастающие усилия по преодолению разрыва между этими подходами путем формирования гибридных живых / синтетических клеток,[10] и инженерная коммуникация между живыми и синтетическими популяциями клеток.[11]

История

1910: Первое идентифицируемое использование термина «синтетическая биология» в Стефан Ледюк публикация Théorie Physico-Chimique de la vie et générations spontanées.[12] Он также отметил этот термин в другой публикации, La Biologie Synthétique в 1912 г.[13]

1961: Джейкоб и Моно постулируют клеточную регуляцию с помощью молекулярных сетей на основе своего исследования лак оперон в Кишечная палочка и предусмотрел возможность сборки новых систем из молекулярных компонентов.[14]

1973: Первое молекулярное клонирование и амплификация ДНК в плазмиде опубликовано в P.N.A.S. Коэн, Бойер и другие. составляющие заре синтетической биологии.[15]

1978: Арбер, Натанс и Смит выиграть Нобелевская премия по физиологии и медицине для открытия рестрикционные ферменты, что привело к тому, что Шибальский предложил редакционный комментарий в журнале Ген:

Работа над рестрикционными нуклеазами не только позволяет нам легко конструировать молекулы рекомбинантной ДНК и анализировать отдельные гены, но также привела нас к новой эре синтетической биологии, где не только описываются и анализируются существующие гены, но также могут быть созданы новые структуры генов. и оценили.[16]

1988: Первая амплификация ДНК с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием термостабильной ДНК-полимеразы опубликована в Наука по Mullis и другие.[17] Это позволило избежать добавления новой ДНК-полимеразы после каждого цикла ПЦР, что значительно упростило мутагенез и сборку ДНК.

2000: Две статьи в Природа отчет синтетические биологические схемы, генетический переключатель и биологические часы, путем объединения генов в Кишечная палочка клетки.[18][19]

2003: Наиболее широко используемые стандартизированные части ДНК, BioBrick плазмиды, изобретены Том Найт.[20] Эти детали станут центральными в международном конкурсе генно-инженерных машин (iGEM), основанном в Массачусетском технологическом институте в следующем году.

Открытый язык синтетической биологии (SBOL) стандартные визуальные символы для использования с Стандарт BioBricks

2003: Исследователи разрабатывают путь предшественника артемизинина в Кишечная палочка.[21]

2004: Первая международная конференция по синтетической биологии Synthetic Biology 1.0 (SB1.0) проводится в Массачусетском технологическом институте, США.

2005: Исследователи разрабатывают светочувствительную схему в Кишечная палочка.[22] Другая группа разрабатывает схемы, способные формировать многоклеточные узоры.[23]

2006: Исследователи создают синтетическую цепь, которая способствует бактериальному вторжению в опухолевые клетки.[24]

2010: Исследователи публикуют в Наука первый синтетический бактериальный геном, названный М. mycoides JCVI-syn1.0.[25][26] Геном состоит из химически синтезированной ДНК с использованием дрожжевой рекомбинации.

2011: Функциональные синтетические хромосомные плечи созданы в дрожжах.[27]

2012: Лаборатории Шарпантье и Дудна публикуются в Наука программирование бактериального иммунитета CRISPR-Cas9 для нацеливания на расщепление ДНК.[28] Эта технология значительно упростила и расширила возможности редактирования генов эукариот.

2019: Ученые из ETH Цюрих сообщить о создании первого бактериальный геном, названный Caulobacter ethensis-2.0, сделанный полностью на компьютере, хотя жизнеспособная форма из С. ethensis-2.0 еще не существует.[29][30]

2019: Исследователи сообщают о производстве нового синтетический (возможно искусственный ) форма жизнеспособный жизнь, вариант бактерии кишечная палочка, уменьшив натуральное число 64 кодоны в бактериальном геном вместо 59 кодонов, чтобы кодировать 20 аминокислоты.[31][32]

Перспективы

Инженеры рассматривают биологию как технологии (другими словами, биотехнология или его биологическая инженерия )[33] Синтетическая биология включает в себя широкое переосмысление и расширение биотехнологии с конечными целями, заключающимися в том, чтобы иметь возможность проектировать и создавать инженерные биологические системы, которые обрабатывают информацию, манипулируют химическими веществами, производят материалы и структуры, производят энергию, обеспечивают пищу, а также поддерживают и укрепляют здоровье человека ( видеть Биомедицинская инженерия ) и наше окружение.[34]

Исследования в области синтетической биологии можно разделить на широкие классификации в соответствии с подходом, который они принимают к рассматриваемой проблеме: стандартизация биологических частей, биомолекулярная инженерия, геномная инженерия.[нужна цитата ]

Биомолекулярная инженерия включает подходы, направленные на создание набора функциональных единиц, которые могут быть введены для представления новых технологических функций в живых клетках. Генная инженерия включает подходы к созданию синтетических хромосом для целых или минимальных организмов.

Биомолекулярный дизайн относится к общей идее дизайна de novo и аддитивной комбинации биомолекулярных компонентов. Каждый из этих подходов имеет схожую задачу: разработать более синтетический объект на более высоком уровне сложности, изобретательно манипулируя более простой частью на предыдущем уровне.[35]

С другой стороны, «переписчики» - это синтетические биологи, заинтересованные в проверке несводимости биологических систем. Из-за сложности естественных биологических систем было бы проще восстановить интересующие естественные системы с нуля; Чтобы предоставить искусственно созданных суррогатов, которые легче понять, контролировать и манипулировать.[36] Переписчики черпают вдохновение в рефакторинг, процесс, который иногда используется для улучшения компьютерного программного обеспечения.

Разрешающие технологии

Несколько новаторских технологий имели решающее значение для успеха синтетической биологии. Концепции включают стандартизация биологических частей и иерархической абстракции, чтобы разрешить использование этих частей в синтетических системах.[37] Базовые технологии включают чтение и запись ДНК (секвенирование и изготовление). Измерения в нескольких условиях необходимы для точного моделирования и системы автоматизированного проектирования (CAD).

ДНК и синтез генов

Основные статьи: Искусственный синтез генов и Синтетическая геномика

Благодаря резкому снижению затрат на олигонуклеотид («олигонуклеотидов») и с появлением ПЦР размеры ДНК-конструкций из олигонуклеотидов увеличились до геномного уровня.[38] В 2000 году исследователи сообщили о синтезе 9,6 т.п.н. (килобайт) Гепатит С геном вируса из химически синтезированных 60-80-меров.[39] В 2002 г. исследователи из Университет Стоуни-Брук удалось синтезировать 7741 п.н. полиовирус геном из его опубликованной последовательности, производящий второй синтетический геном, охватывающий два года.[40] В 2003 г. геном длиной 5386 п.н. бактериофаг Phi X 174 был собран примерно за две недели.[41] В 2006 году та же команда на Институт Дж. Крейга Вентера, сконструировал и запатентовал синтетический геном новой минимальной бактерии, Лаборатория микоплазм и работали над тем, чтобы заставить его работать в живой клетке.[42][43][44]

В 2007 году сообщалось, что несколько компаний предлагали синтез генетических последовательностей длиной до 2000 пар оснований (пар оснований) по цене около 1 доллара США за пар оснований и сроком обработки менее двух недель.[45] Олигонуклеотиды собранный с фотолитографической или струйной печати ДНК-чип в сочетании с ПЦР и коррекцией ошибок несоответствия ДНК позволяет проводить недорогие крупномасштабные изменения кодоны в генетических системах для улучшения экспрессия гена или включать новые аминокислоты (см. Джордж М. Черч синтетических ячеек и Энтони Форстера.[46][47]) Это способствует подходу синтеза с нуля.

Кроме того, CRISPR / Cas Система стала многообещающим методом редактирования генов. Это было описано как «самая важная инновация в области синтетической биологии почти за 30 лет».[48] В то время как другими методами для редактирования последовательностей генов требуются месяцы или годы, CRISPR сокращает это время до недель.[48] Однако из-за простоты использования и доступности он вызывает этические проблемы, особенно в связи с его использованием в биохакинг.[49][50][51]

Последовательность действий

Секвенирование ДНК определяет порядок нуклеотид оснований в молекуле ДНК. Синтетические биологи используют секвенирование ДНК в своей работе несколькими способами. Во-первых, широкомасштабные усилия по секвенированию генома продолжают предоставлять информацию о встречающихся в природе организмах. Эта информация обеспечивает богатый субстрат, из которого биологи-синтетики могут конструировать детали и устройства. Во-вторых, секвенирование может подтвердить, что изготовленная система соответствует назначению. В-третьих, быстрое, дешевое и надежное секвенирование может облегчить быстрое обнаружение и идентификацию синтетических систем и организмов.[52]

Микрофлюидика

Микрофлюидика, в частности капельная микрофлюидика, представляет собой новый инструмент, используемый для создания новых компонентов, а также для их анализа и определения характеристик.[53][54] Он широко используется в скрининговых анализах.[55]

Модульность

Наиболее часто используемые[56]:22–23 стандартизированные части ДНК BioBrick плазмиды, изобретенные Том Найт в 2003 г.[57] Биокирпичи хранятся в Реестр стандартных биологических частей в Кембридже, Массачусетс. Стандарт BioBrick использовался тысячами студентов по всему миру в международная генно-инженерная машина (iGEM) конкурс.[56]:22–23

Хотя ДНК наиболее важна для хранения информации, большая часть активности клетки осуществляется белками. Инструменты могут отправлять белки в определенные области клетки и связывать различные белки вместе. Сила взаимодействия между белками-партнерами должна регулироваться от времени жизни в несколько секунд (желательно для событий динамической сигнализации) до необратимого взаимодействия (желательного для стабильности устройства или устойчивости к суровым условиям). Такие взаимодействия, как спиральные катушки,[58] SH3 домен -пептидное связывание[59] или же SpyTag / SpyCatcher[60] предлагают такой контроль. Кроме того, необходимо регулировать белок-белковые взаимодействия в клетках, например, со светом (используя светочувствительные кислородные домены ) или проницаемых для клеток малых молекул химически индуцированная димеризация.[61]

В живой клетке молекулярные мотивы встроены в более крупную сеть с вышестоящими и нижележащими компонентами. Эти компоненты могут изменять сигнальные возможности модуля моделирования. В случае сверхчувствительных модулей вклад чувствительности модуля может отличаться от чувствительности, которую модуль поддерживает изолированно.[62][63]

Моделирование

Модели информируют дизайн инженерных биологических систем, лучше предсказывая поведение системы до изготовления. Синтетическая биология выигрывает от лучших моделей того, как биологические молекулы связывают субстраты и катализируют реакции, как ДНК кодирует информацию, необходимую для определения клетки, и как ведут себя многокомпонентные интегрированные системы. Многомасштабные модели сетей регуляции генов сосредоточены на приложениях синтетической биологии. Моделирование может моделировать все биомолекулярные взаимодействия в транскрипция, перевод, регуляция и индукция генных регуляторных сетей.[64][65][66]

Синтетические факторы транскрипции

Исследования рассмотрели компоненты Транскрипция ДНК механизм. Одно желание ученых создает синтетические биологические схемы уметь контролировать транскрипцию синтетической ДНК в одноклеточных организмах (прокариоты ) и в многоклеточных организмах (эукариоты ). В одном исследовании проверялась способность синтетического факторы транскрипции (sTFs) в областях вывода транскрипции и кооперативной способности среди множественных комплексов факторов транскрипции.[67] Исследователи смогли мутировать функциональные области, называемые цинковые пальцы, ДНК-специфический компонент sTF, чтобы уменьшить их сродство к сайтам последовательности специфической операторной ДНК и, таким образом, уменьшить связанную сайт-специфическую активность sTF (обычно регуляцию транскрипции). В дальнейшем они использовали цинковые пальцы в качестве компонентов комплексообразующих СТФ, которые являются эукариотический перевод механизмы.[67]

Приложения

Биологические компьютеры

А биологический компьютер относится к инженерной биологической системе, которая может выполнять операции, подобные компьютеру, что является доминирующей парадигмой в синтетической биологии. Исследователи построили и охарактеризовали множество логические ворота в ряде организмов,[68] и продемонстрировали как аналоговые, так и цифровые вычисления в живых клетках. Они продемонстрировали, что бактерии могут быть созданы для выполнения как аналоговых, так и / или цифровых вычислений.[69][70] Исследования на клетках человека продемонстрировали универсальный логический вычислитель, который работает в клетках млекопитающих в 2007 году.[71] Впоследствии исследователи использовали эту парадигму, чтобы продемонстрировать доказательную терапию, которая использует биологические цифровые вычисления для обнаружения и уничтожения раковых клеток человека в 2011 году.[72] Другая группа исследователей продемонстрировала в 2016 году, что принципы компьютерная инженерия, может использоваться для автоматизации проектирования цифровых схем в бактериальных клетках.[73] В 2017 году исследователи продемонстрировали систему «Логика и арифметика посредством вырезания ДНК» (BLADE) для разработки цифровых вычислений в клетках человека.[74]

Биосенсоры

А биосенсор относится к сконструированному организму, обычно бактериям, которые способны сообщать о некоторых внешних явлениях, таких как присутствие тяжелых металлов или токсинов. Одна из таких систем - Люкс оперон из Aliivibrio fischeri,[75] кодирует фермент, являющийся источником бактериального биолюминесценция, и может быть помещен после респондента промоутер для экспрессии генов люминесценции в ответ на определенный раздражитель окружающей среды.[76] Созданный один такой датчик состоял из биолюминесцентный бактериальный покрытие на светочувствительном компьютерный чип обнаружить определенные нефть загрязняющие вещества. Когда бактерии ощущают загрязнитель, они светятся.[77] Другой пример подобного механизма - обнаружение наземных мин инженерной Кишечная палочка репортерный штамм, способный обнаруживать TNT и его основной продукт разложения DNT, и, следовательно, производство зеленого флуоресцентного белка (GFP ).[78]

Измененные организмы могут воспринимать сигналы окружающей среды и посылать выходные сигналы, которые могут быть обнаружены и служат диагностическим целям. Использовались когорты микробов.[79]

Трансформация клеток

Основная статья: Трансформация (генетика)

Клетки используют взаимодействующие гены и белки, которые называются генными цепями, для реализации различных функций, таких как реагирование на сигналы окружающей среды, принятие решений и общение. Речь идет о трех ключевых компонентах: ДНК, РНК и синтетические генные цепи, разработанные биологами, которые могут контролировать экспрессию генов с нескольких уровней, включая транскрипционный, посттранскрипционный и трансляционный уровни.

Традиционная метаболическая инженерия была поддержана введением комбинаций чужеродных генов и оптимизацией посредством направленной эволюции. Это включает инженерные Кишечная палочка и дрожжи для коммерческого производства прекурсора противомалярийный препарат, Артемизинин.[80]

Целые организмы еще предстоит создать с нуля, хотя живые клетки могут быть преобразованный с новой ДНК. Несколько способов позволяют создавать синтетические компоненты ДНК и даже целые синтетические геномы, но как только желаемый генетический код получен, он интегрируется в живую клетку, которая, как ожидается, проявит желаемые новые возможности или фенотипы пока растет и процветает.[81] Трансформация клеток используется для создания биологические цепи, которыми можно манипулировать для получения желаемых результатов.[18][19]

За счет интеграции синтетической биологии с материаловедение можно было бы использовать клетки в качестве микроскопических молекулярных литейных для производства материалов со свойствами, свойства которых были закодированы генетически. В результате реинжиниринга были произведены волокна Curli, амилоид компонент внеклеточного материала биопленки, как платформу для программируемых наноматериал. Эти нановолокна были генетически сконструированы для определенных функций, включая адгезию к субстратам, создание шаблонов наночастиц и иммобилизацию белков.[82]

Разработанные белки

В Top7 белок был одним из первых белков, созданных для образования складок, невиданных ранее в природе.[83]

Природные белки могут быть созданы, например, с помощью направленная эволюция могут быть созданы новые белковые структуры, которые соответствуют или улучшают функциональность существующих белков. Одна группа создала пучок спиралей это было способно связать кислород с аналогичными свойствами как гемоглобин, пока не связала монооксид углерода.[84] Подобная структура белка была создана для поддержки различных оксидоредуктаза виды деятельности [85] в то время как другой сформировал структурно и последовательно новый АТФаза.[86] Другая группа создала семейство рецепторов, связанных с G-белком, которые могут быть активированы инертной небольшой молекулой. клозапин N-оксид но нечувствителен к родным лиганд, ацетилхолин; эти рецепторы известны как DREADDs.[87] Новые функциональные возможности или специфичность белка также могут быть разработаны с использованием вычислительных подходов. В одном исследовании были использованы два разных вычислительных метода - метод биоинформатики и молекулярного моделирования для поиска баз данных последовательностей и метод компьютерного дизайна ферментов для перепрограммирования специфичности ферментов. Оба метода привели к созданию ферментов с более чем 100-кратной специфичностью для производства длинноцепочечных спиртов из сахара.[88]

Другое распространенное расследование расширение натурального набора 20 аминокислоты. Без учета стоп-кодоны, 61 кодоны были идентифицированы, но в целом во всех организмах кодируются только 20 аминокислот. Определенные кодоны созданы для кодирования альтернативных аминокислот, включая нестандартные аминокислоты, такие как O-метил тирозин; или экзогенные аминокислоты, такие как 4-фторфенилаланин. Обычно в этих проектах используются перекодированные подавитель бессмыслицы тРНК -Аминоацил тРНК синтетаза пары от других организмов, хотя в большинстве случаев требуется серьезная инженерия.[89]

Другие исследователи исследовали структуру и функцию белка, уменьшив нормальный набор из 20 аминокислот. Ограниченные библиотеки белковых последовательностей получают путем создания белков, в которых группы аминокислот могут быть заменены одной аминокислотой.[90] Например, несколько неполярный Все аминокислоты в белке могут быть заменены одной неполярной аминокислотой.[91] . Один проект продемонстрировал, что разработанная версия Хоризмат мутаза все еще обладал каталитической активностью, когда использовались только 9 аминокислот.[92]

Исследователи и компании практикуют синтетическую биологию для синтеза промышленные ферменты с высокой активностью, оптимальной урожайностью и эффективностью. Эти синтезированные ферменты призваны улучшить такие продукты, как моющие средства и молочные продукты, не содержащие лактозу, а также сделать их более рентабельными.[93] Улучшения метаболической инженерии с помощью синтетической биологии - это пример биотехнологической техники, используемой в промышленности для открытия фармацевтических препаратов и ферментирующих химикатов. Синтетическая биология может исследовать модульные системы путей в биохимическом производстве и увеличивать выход метаболического производства. Искусственная ферментативная активность и последующее воздействие на скорость метаболических реакций и урожайность могут способствовать развитию «новых эффективных стратегий улучшения клеточных свойств ... для промышленного производства биохимических продуктов».[94]

Разработанные системы нуклеиновых кислот

Ученые могут закодировать цифровую информацию в одну цепочку синтетическая ДНК. В 2012, Джордж М. Черч закодировал одну из своих книг о синтетической биологии в ДНК. 5.3 МБ данных был более чем в 1000 раз больше, чем предыдущий самый большой объем информации, который должен был храниться в синтезированной ДНК.[95] Подобный проект закодировал полную сонеты из Уильям Шекспир в ДНК.[96] В более общем плане такие алгоритмы, как NUPACK,[97] Венская РНК,[98] Калькулятор сайтов связывания рибосом,[99] Виолончель,[100] и калькулятор неповторяющихся деталей[101] позволяет создавать новые генетические системы.

Многие технологии были разработаны для включения неестественные нуклеотиды и аминокислоты в нуклеиновые кислоты и белки, как in vitro и in vivo. Например, в мае 2014 года исследователи объявили, что успешно внедрили два новых искусственных нуклеотиды в бактериальную ДНК. Включая отдельные искусственные нуклеотиды в культуральную среду, они смогли 24 раза обмениваться бактериями; они не генерировали мРНК или белки, способные использовать искусственные нуклеотиды.[102][103][104]

Исследование космоса

Синтетическая биология выросла НАСА интерес, поскольку это может помочь получить ресурсы для астронавтов из ограниченного набора соединений, отправленных с Земли.[105][106][107] На Марсе, в частности, синтетическая биология может привести к производственным процессам, основанным на местных ресурсах, что сделает ее мощным инструментом для создания пилотируемых аванпостов с меньшей зависимостью от Земли.[105] Работа была направлена ​​на разработку сортов растений, способных справиться с суровыми марсианскими условиями, с использованием методов, аналогичных тем, которые используются для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к определенным факторам окружающей среды.[108]

Синтетическая жизнь

Дальнейшая информация: Искусственно расширенная система генетической информации и Гипотетические типы биохимии
Ген функции в минимальном геном синтетического организма, Syn 3.[109]

Одна из важных тем синтетической биологии: синтетическая жизнь, который связан с гипотетическими организмами, созданными in vitro из биомолекулы и / или его химические аналоги. Эксперименты с синтетической жизнью пытаются либо исследовать истоки жизни, изучить некоторые свойства жизни или, что более амбициозно, воссоздать жизнь из неживого (абиотический ) составные части. Синтетическая биология жизни пытается создать живые организмы, способные выполнять важные функции, от производства фармацевтических препаратов до детоксикации загрязненных земель и воды.[110] В медицине это открывает перспективы использования дизайнерских биологических частей в качестве отправной точки для новых классов терапии и диагностических инструментов.[110]

Живая «искусственная клетка» была определена как полностью синтетическая клетка, способная захватывать энергия, поддерживать ионные градиенты, содержать макромолекулы а также хранить информацию и иметь возможность мутировать.[111] Такую ячейку создать не удалось никому.[111]

Полностью синтетическая бактериальная хромосома была произведена в 2010 г. Крейг Вентер, и его команда представили его геномно опустошенным бактериальным клеткам-хозяевам.[25] Клетки-хозяева смогли расти и воспроизводиться.[112][113] В Лаборатория микоплазм единственный живой организм с полностью сконструированным геномом.

Первый живой организм с «искусственным» расширенным кодом ДНК был представлен в 2014 году; команда использовала Кишечная палочка геном которой был извлечен и заменен хромосомой с расширенным генетическим кодом. В нуклеозиды добавлены d5SICS и dNaM.[104]

В мае 2019 года исследователи объявили о создании нового синтетический (возможно искусственный ) форма жизнеспособный жизнь, вариант бактерии кишечная палочка, уменьшив натуральное число 64 кодоны в бактериальном геном вместо 59 кодонов, чтобы кодировать 20 аминокислоты.[31][32]

В 2017 году международный Построй-клетку начато масштабное исследовательское сотрудничество по созданию синтетической живой клетки,[114] за ней последовали национальные организации по синтетическим клеткам в нескольких странах, включая FabriCell,[115] MaxSynBio[116] и BaSyC.[117] Европейские усилия по синтетическим клеткам были объединены в 2019 году в рамках инициативы SynCellEU.[118]

Платформы доставки лекарств

Разработанная платформа на основе бактерий

Бактерии давно используются для лечения рака. Бифидобактерии и Clostridium выборочно колонизировать опухоли и уменьшить их размер.[119] Недавно синтетические биологи перепрограммировали бактерии, чтобы чувствовать и реагировать на определенное состояние рака. Чаще всего используются бактерии для доставки терапевтической молекулы непосредственно к опухоли, чтобы минимизировать нецелевые эффекты. Чтобы нацелить опухолевые клетки, пептиды которые могут специфически распознавать опухоль, были экспрессированы на поверхности бактерий. Используемые пептиды включают аффибоди-молекула который специально нацелен на человека рецептор эпидермального фактора роста 2[120] и синтетический адгезин.[121] Другой способ - позволить бактериям почувствовать микросреда опухоли например, гипоксия, путем создания логических ворот И в бактерии.[122] Затем бактерии высвобождают целевые терапевтические молекулы в опухоль только через лизис[123] или система бактериальной секреции.[124] Преимущество лизиса в том, что он может стимулировать иммунную систему и контролировать рост. Можно использовать несколько типов систем секреции, а также другие стратегии. Система индуцируется внешними сигналами. Индукторы включают химические вещества, электромагнитные или световые волны.

В этих терапевтических средствах используется множество видов и штаммов. Наиболее часто используемые бактерии: Сальмонелла тифимуриум, Кишечная палочка, Бифидобактерии, Стрептококк, Лактобациллы, Листерия и Bacillus subtilis. Каждый из этих видов имеет свои собственные свойства и уникален для лечения рака с точки зрения колонизации тканей, взаимодействия с иммунной системой и простоты применения.

Платформа на основе сотовой связи

Иммунная система играет важную роль в развитии рака и может атаковать раковые клетки. Клеточная терапия сосредоточена на иммунотерапия, в основном инженерные Т-клетки.

Рецепторы Т-клеток были сконструированы и «обучены» обнаруживать рак. эпитопы. Химерные антигенные рецепторы (CAR) состоят из фрагмента антитело слитые с внутриклеточными сигнальными доменами Т-клеток, которые могут активировать и запускать пролиферацию клетки. Терапия на основе CAR второго поколения была одобрена FDA.[нужна цитата ]

Генные переключатели были разработаны для повышения безопасности лечения. Были разработаны выключатели для прекращения терапии, если у пациента проявляются серьезные побочные эффекты.[125] Механизмы могут более точно управлять системой, останавливать и повторно активировать ее.[126][127] Поскольку количество Т-клеток имеет важное значение для продолжительности и тяжести терапии, рост Т-клеток также контролируется, чтобы снизить эффективность и безопасность терапевтических средств.[128]

Хотя некоторые механизмы могут улучшить безопасность и контроль, ограничения включают сложность индукции больших цепей ДНК в клетки и риски, связанные с введением в клетки чужеродных компонентов, особенно белков.

Этика

Создание новой жизни и вмешательство в существующую жизнь подняли этические проблемы в области синтетической биологии и активно обсуждаются.[129]

Общие этические вопросы включают:

  • Правильно ли вмешиваться в природу с моральной точки зрения?
  • Играют ли в Бога, создавая новую жизнь?
  • Что произойдет, если синтетический организм случайно сбежит?
  • Что, если человек злоупотребляет синтетической биологией и создает вредную сущность (например, биологическое оружие)?
  • Кто будет иметь контроль и доступ к продуктам синтетической биологии?
  • Кто выиграет от этих нововведений? Инвесторы? Медицинские пациенты? Фермеры-промышленники?
  • Допускает ли патентная система патенты на живые организмы? А как насчет частей организмов, таких как гены устойчивости к ВИЧ у людей?[130]
  • Что, если новое творение заслуживает морального или юридического статуса?

Этические аспекты синтетической биологии имеют 3 основные особенности: биобезопасность, биозащищенность и создание новых форм жизни.[131] Другие упомянутые этические вопросы включают регулирование новых творений, управление патентами на новые творения, распределение выгод и целостность исследований.[132][129]

Этические проблемы всплыли на поверхность рекомбинантная ДНК и генетически модифицированный организм (ГМО) технологии и обширные правила генная инженерия и исследования патогенов проводились во многих юрисдикциях. Эми Гутманн, бывший глава президентской комиссии по биоэтике, утверждал, что мы должны избегать соблазна чрезмерно регулировать синтетическую биологию в целом и генную инженерию в частности. По словам Гутманна, «регулятивная экономия особенно важна в развивающихся технологиях ... где соблазн сдерживать инновации из-за неопределенности и страха перед неизвестным особенно велик. Тупые инструменты законодательных и нормативных ограничений могут не только препятствовать распространению. новых преимуществ, но может быть контрпродуктивным для безопасности, поскольку мешает исследователям разрабатывать эффективные меры безопасности ».[133]

«Сотворение» жизни

Один этический вопрос заключается в том, допустимо ли создавать новые формы жизни, иногда известные как «игра в Бога». В настоящее время создание новых форм жизни, отсутствующих в природе, происходит в небольших масштабах, потенциальные выгоды и опасности остаются неизвестными, и в отношении большинства исследований обеспечивается тщательное рассмотрение и контроль.[129] Многие защитники заявляют об огромной потенциальной ценности - среди других областей сельского хозяйства, медицины и академических знаний - создания искусственных форм жизни. Создание новых сущностей может расширить научные знания далеко за пределы того, что в настоящее время известно из изучения природных явлений. Тем не менее, есть опасения, что искусственные формы жизни могут снизить «чистоту» природы (то есть природа может быть каким-то образом испорчена человеческим вмешательством и манипуляциями) и потенциально повлиять на принятие более инженерных принципов вместо идеалов, ориентированных на биоразнообразие и природу. Некоторые также обеспокоены тем, что, если искусственная форма жизни будет выпущена в природу, это может нанести ущерб биоразнообразию, вытесняя естественные виды за ресурсы (аналогично тому, как цветение водорослей убивают морские виды). Другая проблема связана с этичным обращением с вновь созданными объектами, если они чувствовать боль, разумность, и самовосприятие. Следует ли предоставить такой жизни моральные или юридические права? Если да, то как?

Биобезопасность и биосдерживание

Что наиболее приемлемо с этической точки зрения при рассмотрении мер биобезопасности? Как можно избежать случайного проникновения синтетической жизни в естественную среду обитания? Этим вопросам было уделено много этического внимания и критического анализа. Биобезопасность относится не только к биологической изоляции; это также относится к мерам по защите населения от потенциально опасных биологических агентов. Несмотря на то, что такие опасения важны и остаются без ответа, не все продукты синтетической биологии вызывают озабоченность в отношении биологической безопасности или негативных последствий для окружающей среды. Утверждается, что большинство синтетических технологий безвредны и не могут процветать во внешнем мире из-за их «неестественных» характеристик, поскольку еще не существует примера трансгенного микроба, которому в дикой природе было бы присуждено преимущество в пригодности.

В целом существующие контроль опасности, методологии оценки рисков и правила, разработанные для традиционных генетически модифицированные организмы (ГМО) считается достаточным для синтетических организмов. "Внешний" биосдерживание методы в лабораторных условиях включают физическое сдерживание посредством шкафы биобезопасности и перчаточные ящики, а также средства индивидуальной защиты. В контексте сельского хозяйства они включают изоляционные расстояния и пыльца барьеры, аналогичные методам для биосдерживание ГМО. Синтетические организмы могут обеспечивать повышенный контроль за опасностями, поскольку они могут быть разработаны с использованием «внутренних» методов биологического сдерживания, которые ограничивают их рост в неизолированной среде или предотвращают горизонтальный перенос генов естественным организмам. Примеры внутреннего биологического сдерживания включают: ауксотрофия, биологический выключатели, неспособность организма воспроизводить или передавать модифицированные или синтетические гены потомству, а также использование ксенобиологический организмов с использованием альтернативной биохимии, например с использованием искусственных ксено нуклеиновые кислоты (XNA) вместо ДНК.[134][135] Что касается ауксотрофии, бактерии и дрожжи могут быть сконструированы так, чтобы они не могли производить гистидин, важная аминокислота для всей жизни. Таким образом, такие организмы можно выращивать только на богатой гистидином среде в лабораторных условиях, что сводит на нет опасения, что они могут распространиться в нежелательные области.


Биозащита

Некоторые этические вопросы связаны с биобезопасностью, когда биосинтетические технологии могут быть преднамеренно использованы для нанесения вреда обществу и / или окружающей среде. Поскольку синтетическая биология поднимает этические вопросы и вопросы биобезопасности, человечество должно продумать и спланировать, как бороться с потенциально опасными творениями, и какие этические меры могут быть использованы для сдерживания гнусных биосинтетических технологий. За исключением регулирующих компаний в области синтетической биологии и биотехнологии,[136][137] однако проблемы не считаются новыми, потому что они были подняты во время более раннего рекомбинантная ДНК и генетически модифицированный организм (ГМО) дебаты и обширные правила генная инженерия и исследования патогенов уже проводятся во многих юрисдикциях.[138]

Евросоюз

В Евросоюз финансируемый проект SYNBIOSAFE[139] выпустил отчеты о том, как управлять синтетической биологией. В документе 2007 года определены ключевые проблемы в области безопасности, защиты, этики и взаимодействия науки и общества, которые в проекте определены как общественное образование и постоянный диалог между учеными, представителями бизнеса, правительства и специалистов по этике.[140][141] Ключевые проблемы безопасности, выявленные SYNBIOSAFE, связаны с привлечением компаний, продающих синтетическую ДНК и биохакинг сообщество биологов-любителей. Ключевые этические вопросы касались создания новых форм жизни.

Последующий отчет был посвящен биобезопасности, особенно так называемой двойное использование испытание. Например, хотя синтетическая биология может привести к более эффективному производству медицинских препаратов, она также может привести к синтезу или модификации вредных патогенов (например, оспа ).[142] Сообщество биохакеров остается источником особой озабоченности, поскольку распределенный и диффузный характер биотехнологии с открытым исходным кодом затрудняет отслеживание, регулирование или смягчение потенциальных опасений по поводу биобезопасности и биозащищенности.[143]

COSY, еще одна европейская инициатива, ориентирована на общественное восприятие и коммуникацию.[144][145][146] COSY и SYNBIOSAFE опубликовали материалы, посвященные синтетической биологии и ее социальным разветвлениям для более широкой общественности. SYNBIOSAFE, 38-минутный документальный фильм, в октябре 2009 года.[147]

Международная ассоциация синтетической биологии предложила саморегуляцию.[148] В нем предлагаются конкретные меры, которые должна принять индустрия синтетической биологии, особенно компании, занимающиеся синтезом ДНК. В 2007 году группа ученых из ведущих компаний, занимающихся синтезом ДНК, опубликовала «практический план по разработке эффективной системы надзора за индустрией синтеза ДНК».[136]

Соединенные Штаты

В январе 2009 г. Фонд Альфреда П. Слоана финансировал Центр Вудро Вильсона, то Центр Гастингса, а Институт Дж. Крейга Вентера изучить общественное восприятие, этику и политические последствия синтетической биологии.[149]

9–10 июля 2009 г. Комитет по науке, технологиям и праву национальных академий провел симпозиум на тему «Возможности и проблемы в развивающейся области синтетической биологии».[150]

После публикации первый синтетический геном и сопутствующее освещение в СМИ создаваемой «жизни», Президент Барак Обама учредил Президентская комиссия по изучению биоэтических вопросов изучать синтетическую биологию.[151] Комиссия провела серию заседаний и в декабре 2010 года выпустила отчет под названием «Новые направления: этика синтетической биологии и новые технологии». Комиссия заявила, что «хотя достижение Вентера ознаменовало собой значительный технический прогресс в демонстрации того, что относительно большой геном может быть точно синтезирован и заменен другим, это не означает« создание жизни ».[152] Он отметил, что синтетическая биология - это развивающаяся область, которая создает потенциальные риски и выгоды. Комиссия не рекомендовала изменения в политике или надзоре и призвала к продолжению финансирования исследований и новому финансированию для мониторинга, изучения возникающих этических проблем и просвещения общественности.[138]

Синтетическая биология, как главный инструмент биологических достижений, приводит к «потенциалу для разработки биологического оружия, возможному непредвиденному негативному воздействию на здоровье человека ... и любому потенциальному воздействию на окружающую среду».[153] Этих проблем с безопасностью можно избежать, регулируя использование биотехнологии в промышленности посредством политического законодательства. Федеральные руководящие принципы по генетическим манипуляциям предлагаются «Президентской комиссией по биоэтике ... в ответ на объявленное создание самовоспроизводящейся клетки из химически синтезированного генома», выдвинули 18 рекомендаций не только для регулирования науки ... для обучения публика".[153]

Оппозиция

13 марта 2012 г. более 100 экологических групп и организаций гражданского общества, в том числе Друзья Земли, то Международный центр оценки технологий и ETC Group выпустил манифест Принципы надзора за синтетической биологией. Этот манифест призывает к введению во всем мире моратория на выпуск и коммерческое использование синтетических организмов до тех пор, пока не будут приняты более жесткие правила и строгие меры биобезопасности. Группы специально призывают к полному запрету на использование синтетической биологии на человеческий геном или же человеческий микробиом.[154][155] Ричард Левонтин написали, что некоторые принципы безопасности для надзора обсуждались в Принципы надзора за синтетической биологией разумны, но основная проблема с рекомендациями в манифесте заключается в том, что «широкая общественность не в состоянии добиться какой-либо значимой реализации этих рекомендаций».[156]

Здоровье и безопасность

Основная статья: Опасности синтетической биологии

К опасностям синтетической биологии относятся: биобезопасность опасность для рабочих и населения, биозащита опасности, возникающие в результате преднамеренной конструирования организмов с целью причинения вреда, и опасности для окружающей среды. Опасности для биобезопасности аналогичны опасностям для существующих областей биотехнологии, в основном это воздействие патогенов и токсичных химикатов, хотя новые синтетические организмы могут иметь новые риски.[157][134] Что касается биобезопасности, есть опасения, что синтетические или переработанные организмы теоретически могут быть использованы для биотерроризм. Потенциальные риски включают воссоздание известных патогенов с нуля, создание более опасных существующих патогенов и создание микробов для производства вредных биохимических веществ.[158] Наконец, экологические опасности включают неблагоприятное воздействие на биоразнообразие и экосистемные услуги, включая возможные изменения в землепользовании в результате сельскохозяйственного использования синтетических организмов.[159][160]

Существующие системы анализа риска для ГМО обычно считаются достаточными для синтетических организмов, хотя могут возникнуть трудности с организмом, построенным «снизу вверх» из отдельных генетических последовательностей.[135][161] Синтетическая биология обычно подпадает под существующие правила для ГМО и биотехнологии в целом, а также под любые правила, которые существуют для последующих коммерческих продуктов, хотя, как правило, в какой-либо юрисдикции нет правил, специфичных для синтетической биологии.[162][163]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Bueso, F. Y .; Тангни, М. (2017). «Синтетическая биология в движущей силе биоэкономики». Тенденции в биотехнологии. 35 (5): 373–378. Дои:10.1016 / j.tibtech.2017.02.002. PMID  28249675.
  2. ^ Хантер, Д. (2013). «Как возразить против радикально новых технологий на основе справедливости: кейс синтетической биологии». Биоэтика. 27 (8): 426–434. Дои:10.1111 / bioe.12049. PMID  24010854.
  3. ^ Гутманн, А (2011). «Этика синтетической биологии: руководящие принципы для новых технологий». Отчет Центра Гастингса. 41 (4): 17–22. Дои:10.1002 / j.1552-146x.2011.tb00118.x. PMID  21845917. S2CID  20662786.
  4. ^ Накано Т., Экфорд А.В., Харагути Т. (12 сентября 2013 г.). Молекулярная коммуникация. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-1-107-02308-6.
  5. ^ «Продуктивные наносистемы: технологическая дорожная карта» (PDF). Институт Форсайта.
  6. ^ Швилле П. (сентябрь 2011 г.). «Синтетическая биология снизу вверх: инженерия в мире мастеров». Наука. 333 (6047): 1252–4. Bibcode:2011Научный ... 333.1252С. Дои:10.1126 / наука.1211701. PMID  21885774. S2CID  43354332.
  7. ^ Noireaux V, Libchaber A (декабрь 2004 г.). «Биореактор везикул как шаг к сборке искусственных клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 101 (51): 17669–74. Bibcode:2004PNAS..10117669N. Дои:10.1073 / pnas.0408236101. ЧВК  539773. PMID  15591347.
  8. ^ Ходжман CE, Jewett MC (май 2012 г.). «Бесклеточная синтетическая биология: мышление вне клетки». Метаболическая инженерия. 14 (3): 261–9. Дои:10.1016 / j.ymben.2011.09.002. ЧВК  3322310. PMID  21946161.
  9. ^ Элани Ю., Law RV, Ces O (июнь 2015 г.). «Синтез белка в искусственных клетках: использование компартментализации для пространственной организации в биореакторах везикул». Физическая химия Химическая физика. 17 (24): 15534–7. Bibcode:2015PCCP ... 1715534E. Дои:10.1039 / C4CP05933F. PMID  25932977.
  10. ^ Элани Ю., Трантиду Т., Уайли Д., Деккер Л., Полицци К., Ло Р. В., Сес О. (март 2018 г.). «Создание искусственных клеток на основе везикул со встроенными живыми клетками в виде органеллоподобных модулей». Научные отчеты. 8 (1): 4564. Bibcode:2018НатСР ... 8.4564E. Дои:10.1038 / s41598-018-22263-3. ЧВК  5852042. PMID  29540757.
  11. ^ Lentini R, Martín NY, Forlin M, Belmonte L, Fontana J, Cornella M, Martini L, Tamburini S, Bentley WE, Jousson O, Mansy SS (февраль 2017 г.). «Двусторонняя химическая связь между искусственными и естественными клетками». ACS Central Science. 3 (2): 117–123. Дои:10.1021 / acscentsci.6b00330. ЧВК  5324081. PMID  28280778.
  12. ^ Théorie Physico-Chimique de la vie et générations spontanées, С. Ледюк, 1910 г.
  13. ^ Leduc S (1912). Пойнат А (ред.). La biologie synthétique, étude de biophysique.
  14. ^ Якоб, F.ß. И Монод Дж. О регуляции активности генов. Холодная весна Харб. Symp. Quant. Биол. 26, 193–211 (1961).
  15. ^ Коэн С.Н., Чанг А.С., Бойер Х.В., Хеллинг РБ (1973). «Конструирование биологически функциональных бактериальных плазмид in vitro». Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 70 (11): 3240–3244. Bibcode:1973PNAS ... 70.3240C. Дои:10.1073 / пнас.70.11.3240. ЧВК  427208. PMID  4594039.
  16. ^ Шибальский В., Скалка А. (ноябрь 1978 г.). «Нобелевские премии и рестрикционные ферменты». Ген. 4 (3): 181–2. Дои:10.1016/0378-1119(78)90016-1. PMID  744485.
  17. ^ Сайки Р.К., Гельфанд Д.Х., Стоффель С., Шарф С.Дж., Хигучи Р., Хорн Г.Т., Маллис К.Б., Эрлих А.А. (1988). «Праймер-направленная ферментативная амплификация ДНК с термостабильной ДНК-полимеразой». Наука. 239 (4839): 487–491. Дои:10.1126 / science.239.4839.487. PMID  2448875.
  18. ^ а б Elowitz MB, Leibler S (январь 2000 г.). «Синтетическая колебательная сеть регуляторов транскрипции». Природа. 403 (6767): 335–8. Bibcode:2000Натура.403..335E. Дои:10.1038/35002125. PMID  10659856. S2CID  41632754.
  19. ^ а б Гарднер Т.С., Кантор С.Р., Коллинз Дж. Дж. (Январь 2000 г.). «Конструирование генетического тумблера при Escherichia coli». Природа. 403 (6767): 339–42. Bibcode:2000Натура 403..339Г. Дои:10.1038/35002131. PMID  10659857. S2CID  345059.
  20. ^ Рыцарь Т (2003). «Том Найт (2003). Дизайн идемпотентного вектора для стандартной сборки биокирпичей». HDL:1721.1/21168. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  21. ^ Мартин, В. Дж., Питера, Д. Дж., Уизерс, С. Т., Ньюман, Дж. Д. и Кизлинг, Дж. Д. Разработка мевалонатного пути в Escherichia coli для продукции терпеноидов. Природа Биотех. 21. С. 796–802 (2003).
  22. ^ Левская, А .; и другие. (2005). ""Синтетическая биология «инженерия Escherichia coli, чтобы увидеть свет». Природа. 438 (7067): 441–442. Bibcode:2005Натура.438..441Л. Дои:10.1038 / природа04405. PMID  16306980. S2CID  4428475.
  23. ^ Басу, С., Герхман, Ю., Коллинз, К. Х., Арнольд, Ф. Х. и Вайс, Р. «Синтетическая многоклеточная система для запрограммированного формирования рисунка. Природа 434,
  24. ^ Anderson, J.C .; Clarke, E.J .; Аркин, А.П .; Войт, К. А. (2006). «Экологически контролируемое вторжение в раковые клетки сконструированных бактерий». J. Mol. Биол. 355 (4): 619–627. Дои:10.1016 / j.jmb.2005.10.076. PMID  16330045.
  25. ^ а б Гибсон Д.Г., Гласс Д.И., Лартиг С., Носков В.Н., Чуанг Р.Й., Алгире М.А., Бендерс Г.А., Монтегю М.Г., Ма Л., Муди М.М., Мерриман С., Ваши С., Кришнакумар Р., Асад-Гарсия Н., Эндрюс-Пфаннкоч С., Денисова. EA, Янг Л., Ци З.К., Сегал-Шапиро Т.Х., Калви С.Х., Пармар П.П., Хатчисон, Калифорния, Смит Х.о., Вентер Дж. «Создание бактериальной клетки под контролем химически синтезированного генома». Наука. 329 (5987): 52–6. Bibcode:2010Sci ... 329 ... 52G. Дои:10.1126 / science.1190719. PMID  20488990.
  26. ^ "Американский ученый, создавший искусственную жизнь, отрицает, что играет в Бога.'". Телеграф. Май 2010 г.
  27. ^ Dymond, J. S .; и другие. (2011). «Синтетические хромосомные ветви функционируют в дрожжах и создают фенотипическое разнообразие благодаря дизайну». Природа. 477 (7365): 816–821. Bibcode:2011Натура.477..471D. Дои:10.1038 / природа10403. ЧВК  3774833. PMID  21918511.
  28. ^ Джинек М., Чилински К., Фонфара И., Хауэр М., Дудна Дж. А., Шарпантье Е. (2012). «Программируемая двойная РНК-управляемая ДНК-эндонуклеаза в адаптивном бактериальном иммунитете». Наука. 337 (6096): 816–821. Bibcode:2012Sci ... 337..816J. Дои:10.1126 / наука.1225829. ЧВК  6286148. PMID  22745249.
  29. ^ ETH Цюрих (1 апреля 2019 г.). «Первый бактериальный геном, полностью созданный с помощью компьютера». EurekAlert!. Получено 2 апреля 2019.
  30. ^ Venetz, Jonathan E .; и другие. (1 апреля 2019 г.). «Химический синтез, переписывающий геном бактерий для достижения гибкости дизайна и биологической функциональности». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 116 (16): 8070–8079. Дои:10.1073 / pnas.1818259116. ЧВК  6475421. PMID  30936302.
  31. ^ а б Циммер, Карл (15 мая 2019 г.). «Ученые создали бактерии с синтетическим геномом. Является ли эта жизнь искусственной? - Вехой в синтетической биологии колонии E. coli процветают благодаря ДНК, созданной с нуля людьми, а не природой». Нью-Йорк Таймс. Получено 16 мая 2019.
  32. ^ а б Фреденс, Юлий; и другие. (15 мая 2019 г.). «Полный синтез Escherichia coli с перекодированным геномом». Природа. 569 (7757): 514–518. Bibcode:2019Натура.569..514F. Дои:10.1038 / с41586-019-1192-5. ЧВК  7039709. PMID  31092918.
  33. ^ Цзэн, Цзе (Банчжэ). «О концепции системной биоинженерии». Совместная работа с трансгенными животными, июнь 1994 г., КАС, КНР. 6.
  34. ^ Чопра, Парас; Ахил Камма. «Инженерная жизнь через синтетическую биологию». В биологии Silico. 6.
  35. ^ Ченнон К., Бромли Э. Х., Вулфсон Д. Н. (август 2008 г.). «Синтетическая биология через биомолекулярный дизайн и инженерию». Текущее мнение в структурной биологии. 18 (4): 491–8. Дои:10.1016 / j.sbi.2008.06.006. PMID  18644449.
  36. ^ Стоун, М. (2006). «Жизнь, адаптированная к толпе инженеров» (PDF). Микроб. 1 (12): 566–570. S2CID  7171812.
  37. ^ Бейкер Д., Черч Дж., Коллинз Дж., Энди Д., Якобсон Дж., Кислинг Дж., Модрич П., Смолке С., Вайс Р. (июнь 2006 г.). «Инженерная жизнь: строительство фабрики по биологии». Scientific American. 294 (6): 44–51. Bibcode:2006SciAm.294f..44B. Дои:10.1038 / scientificamerican0606-44. PMID  16711359.
  38. ^ Косури С., Church GM (май 2014 г.). «Масштабный синтез ДНК de novo: технологии и приложения». Методы природы. 11 (5): 499–507. Дои:10.1038 / nmeth.2918. ЧВК  7098426. PMID  24781323.
  39. ^ Blight KJ, Колыхалов А.А., Райс CM (декабрь 2000 г.). «Эффективное инициирование репликации РНК HCV в культуре клеток». Наука. 290 (5498): 1972–4. Bibcode:2000Sci ... 290.1972B. Дои:10.1126 / наука.290.5498.1972. PMID  11110665.
  40. ^ Кузин Дж (июль 2002 г.). «Вирусология. Активный полиовирус, запеченный с нуля». Наука. 297 (5579): 174–5. Дои:10.1126 / science.297.5579.174b. PMID  12114601. S2CID  83531627.
  41. ^ Smith HO, Hutchison CA, Pfannkoch C, Venter JC (декабрь 2003 г.). «Создание синтетического генома путем сборки всего генома: бактериофаг phiX174 из синтетических олигонуклеотидов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 100 (26): 15440–5. Bibcode:2003ПНАС..10015440С. Дои:10.1073 / pnas.2237126100. ЧВК  307586. PMID  14657399.
  42. ^ Уэйд, Николас (29.06.2007). "Ученые трансплантируют геном бактерий". Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2007-12-28.
  43. ^ Гибсон Д.Г., Бендерс Г.А., Эндрюс-Пфаннкоч С., Денисова Е.А., Баден-Тилсон Х., Завери Дж., Стоквелл Т.Б., Браунли А., Томас Д.В., Алгир М.А., Мерриман К., Янг Л., Носков В.Н., Гласс Дж. И., Вентер Дж. К., Хатчисон Калифорния, Смит HO (февраль 2008 г.). «Полный химический синтез, сборка и клонирование генома Mycoplasma genitalium». Наука. 319 (5867): 1215–20. Bibcode:2008Sci ... 319.1215G. Дои:10.1126 / science.1151721. PMID  18218864. S2CID  8190996.
  44. ^ Болл, Филипп (2016). "Сделано человеком: история синтетической жизни". Дистилляции. 2 (1): 15–23. Получено 22 марта 2018.
  45. ^ Поллак, Эндрю (2007-09-12). "Как вам ваши гены? Биофабрики принимают заказы". Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2007-12-28.
  46. ^ «Проекты синтетической биологии». arep.med.harvard.edu. Получено 2018-02-17.
  47. ^ Форстер AC, Church GM (22 августа 2006 г.). «К синтезу минимальной клетки». Молекулярная системная биология. 2 (1): 45. Дои:10.1038 / msb4100090. ЧВК  1681520. PMID  16924266.
  48. ^ а б Басульто, Доминик (4 ноября 2015 г.). «Все, что вам нужно знать о том, почему CRISPR - такая популярная технология». Вашингтон Пост. Получено 5 декабря 2015.
  49. ^ Кан, Дженнифер (9 ноября 2015 г.). "The Crispr Quandary". Нью-Йорк Таймс. Получено 5 декабря 2015.
  50. ^ Ледфорд, Хайди (3 июня 2015 г.). "CRISPR, разрушитель". Природа. Новости природы. 522 (7554): 20–4. Bibcode:2015Натура.522 ... 20л. Дои:10.1038 / 522020a. PMID  26040877. Получено 5 декабря 2015.
  51. ^ Хиггинботэм, Стейси (4 декабря 2015 г.). «Ведущие венчурные инвесторы заявляют, что редактирование генов более рискованно, чем искусственный интеллект». Удача. Получено 5 декабря 2015.
  52. ^ Ролли; и другие. (2012). «Проектирование биологических систем: системная инженерия встречается с синтетической биологией». Химическая инженерия. 69 (1): 1–29. Дои:10.1016 / j.ces.2011.10.068.
  53. ^ Элани Ю. (июнь 2016 г.). «Создание мембраносвязанных искусственных клеток с использованием микрофлюидики: новый рубеж в восходящей синтетической биологии». Сделки Биохимического Общества. 44 (3): 723–30. Дои:10.1042 / BST20160052. ЧВК  4900754. PMID  27284034.
  54. ^ Gach PC, Iwai K, Kim PW, Hillson NJ, Singh AK (октябрь 2017 г.). «Капельная микрофлюидика для синтетической биологии». Лаборатория на чипе. 17 (20): 3388–3400. Дои:10.1039 / C7LC00576H. OSTI  1421856. PMID  28820204.
  55. ^ Винуселви П., Пак С., Ким М., Пак Дж. М., Ким Т., Ли СК (2011-06-03). «Микрожидкостные технологии для синтетической биологии». Международный журнал молекулярных наук. 12 (6): 3576–93. Дои:10.3390 / ijms12063576. ЧВК  3131579. PMID  21747695.
  56. ^ а б Фримонт П.С., Китни Р.И. (2012). Синтетическая биология - Учебник. World Scientific. Дои:10.1142 / p837. ISBN  978-1-84816-863-3.
  57. ^ Рыцарь Т (2003). «Том Найт (2003). Дизайн идемпотентного вектора для стандартной сборки биокирпичей». HDL:1721.1/21168. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  58. ^ Вулфсон Д. Н., Бартлетт Г. Дж., Брунинг М., Томсон А. Р. (август 2012 г.). «Новая валюта для старого каната: от бухт до α-спиральных бочек». Текущее мнение в структурной биологии. 22 (4): 432–41. Дои:10.1016 / j.sbi.2012.03.002. PMID  22445228.
  59. ^ Dueber JE, Wu GC, Malmirchegini GR, Moon TS, Petzold CJ, Ullal AV, Prather KL, Keasling JD (август 2009 г.). «Синтетические белковые каркасы обеспечивают модульный контроль над метаболическим потоком». Природа Биотехнологии. 27 (8): 753–9. Дои:10.1038 / nbt.1557. PMID  19648908. S2CID  2756476.
  60. ^ Реддингтон СК, Ховарт М. (декабрь 2015 г.). «Секреты ковалентного взаимодействия для биоматериалов и биотехнологий: SpyTag и SpyCatcher». Современное мнение в области химической биологии. 29: 94–9. Дои:10.1016 / j.cbpa.2015.10.002. PMID  26517567.
  61. ^ Бейл Дж. Х., Гримли Дж. С., Станкунас К., Гествицкий Дж. Э., Wandless TJ, Crabtree GR (январь 2006 г.). «Аналоги рапамицина с дифференциальной специфичностью связывания позволяют ортогонально контролировать активность белка». Химия и биология. 13 (1): 99–107. Дои:10.1016 / j.chembiol.2005.10.017. PMID  16426976.
  62. ^ Альцзилер Э., Вентура А., Колман-Лернер А., Черноморец А. (октябрь 2014 г.). «Влияние ограничений восходящего и нисходящего потоков на сверхчувствительность сигнального модуля». Физическая биология. 11 (6): 066003. Bibcode:2014PhBio..11f6003A. Дои:10.1088/1478-3975/11/6/066003. ЧВК  4233326. PMID  25313165.
  63. ^ Альцзилер Э., Вентура А.С., Колман-Лернер А., Черноморец А. (2017). «Пересмотр сверхчувствительности в сигнальных каскадах: увязка оценок локальной и глобальной сверхчувствительности». PLOS ONE. 12 (6): e0180083. arXiv:1608.08007. Bibcode:2017PLoSO..1280083A. Дои:10.1371 / journal.pone.0180083. ЧВК  5491127. PMID  28662096.
  64. ^ Карбонелл-Баллестеро М., Дюран-Небреда С., Монтаньес Р., Соле Р., Масия Дж., Родригес-Касо К. (декабрь 2014 г.). «Восходящая характеристика передаточных функций для синтетических биологических проектов: уроки энзимологии». Исследования нуклеиновых кислот. 42 (22): 14060–14069. Дои:10.1093 / нар / gku964. ЧВК  4267673. PMID  25404136.
  65. ^ Казнессис Ю.Н. (ноябрь 2007 г.). «Модели для синтетической биологии». BMC Systems Biology. 1 (1): 47. Дои:10.1186/1752-0509-1-47. ЧВК  2194732. PMID  17986347.
  66. ^ Туза З.А., Сингхал В., Ким Дж., Мюррей Р.М. (декабрь 2013 г.). «Набор инструментов для моделирования in silico для быстрого прототипирования схем в биомолекулярной« макетной »системе». 52-я конференция IEEE по вопросам принятия решений и контроля. Дои:10.1109 / CDC.2013.6760079.
  67. ^ а б Халил А.С., Лу Т.К., Башор С.Дж., Рамирес К.Л., Пайенсон, Северная Каролина, Джунг Дж. К., Коллинз Дж. Дж. (Август 2012 г.). «Синтетическая биология для программирования функций транскрипции эукариот». Клетка. 150 (3): 647–58. Дои:10.1016 / j.cell.2012.05.045. ЧВК  3653585. PMID  22863014.
  68. ^ Сингх V (декабрь 2014 г.). «Последние достижения и возможности в разработке синтетических логических вентилей в живых клетках». Системная и синтетическая биология. 8 (4): 271–82. Дои:10.1007 / s11693-014-9154-6. ЧВК  4571725. PMID  26396651.
  69. ^ Перселл О., Лу Т.К. (октябрь 2014 г.). «Синтетические аналоговые и цифровые схемы для сотовых вычислений и памяти». Текущее мнение в области биотехнологии. Клеточная и путевая инженерия. 29: 146–55. Дои:10.1016 / j.copbio.2014.04.009. ЧВК  4237220. PMID  24794536.
  70. ^ Даниэль Р., Рубенс-младший, Сарпешкар Р., Лу Т.К. (май 2013 г.). «Синтетические аналоговые вычисления в живых клетках». Природа. 497 (7451): 619–23. Bibcode:2013Натура.497..619D. Дои:10.1038 / природа12148. PMID  23676681. S2CID  4358570.
  71. ^ Ринаудо К., Блерис Л., Маддамсетти Р., Субраманиан С., Вайс Р., Бененсон И. (июль 2007 г.). «Универсальный логический вычислитель на основе РНКи, работающий в клетках млекопитающих». Природа Биотехнологии. 25 (7): 795–801. Дои:10.1038 / nbt1307. PMID  17515909. S2CID  280451.
  72. ^ Xie Z, Wroblewska L, Prochazka L, Weiss R, Benenson Y (сентябрь 2011 г.). «Логическая схема на основе РНКи с несколькими входами для идентификации конкретных раковых клеток». Наука. 333 (6047): 1307–11. Bibcode:2011Научный ... 333.1307X. Дои:10.1126 / science.1205527. PMID  21885784. S2CID  13743291.
  73. ^ Нильсен А.А., Дер Б.С., Шин Дж., Вайдьянатан П., Параланов В., Стричальски Е.А., Росс Д., Денсмор Д., Войт, Калифорния (апрель 2016 г.). «Автоматизация проектирования генетических схем». Наука. 352 (6281): aac7341. Дои:10.1126 / science.aac7341. PMID  27034378.
  74. ^ Weinberg BH, Pham NT, Caraballo LD, Lozanoski T, Engel A, Bhatia S, Wong WW (май 2017 г.). «Крупномасштабная разработка надежных генетических схем с множеством входов и выходов для клеток млекопитающих». Природа Биотехнологии. 35 (5): 453–462. Дои:10.1038 / nbt.3805. ЧВК  5423837. PMID  28346402.
  75. ^ de Almeida PE, van Rappard JR, Wu JC (сентябрь 2011 г.). «Биолюминесценция in vivo для отслеживания судьбы и функции клеток». Американский журнал физиологии. Сердце и физиология кровообращения. 301 (3): H663–71. Дои:10.1152 / ajpheart.00337.2011. ЧВК  3191083. PMID  21666118.
  76. ^ Close DM, Xu T, Sayler GS, Ripp S (2011). «Биолюминесцентная визуализация in vivo (BLI): неинвазивная визуализация и исследование биологических процессов у живых животных». Датчики. 11 (1): 180–206. Дои:10,3390 / с110100180. ЧВК  3274065. PMID  22346573.
  77. ^ Гиббс WW (1997). «Зверюшки на чипе». Scientific American. Получено 2 марта 2009.
  78. ^ Белкин, Шимшон; Ягур-Кролл, Шарон; Кабесса, Йосеф; Короума, Виктор; Септон, Тали; Анати, Йонатан; Зохар-Перес, Cheinat; Рабиновиц, Захи; Нусинович, Амос (апрель 2017 г.). «Дистанционное обнаружение заложенных мин с помощью бактериального датчика». Природа Биотехнологии. 35 (4): 308–310. Дои:10.1038 / nbt.3791. ISSN  1087-0156. PMID  28398330. S2CID  3645230.
  79. ^ Данино Т., Приндл А., Квонг Г.А., Скалак М., Ли Х., Аллен К., Хэсти Дж., Бхатия С.Н. (май 2015 г.). «Программируемые пробиотики для обнаружения рака в моче». Научная трансляционная медицина. 7 (289): 289ra84. Дои:10.1126 / scitranslmed.aaa3519. ЧВК  4511399. PMID  26019220.
  80. ^ Westfall PJ, Pitera DJ, Lenihan JR, Eng D, Woolard FX, Regentin R, Horning T, Tsuruta H, Melis DJ, Owens A, Fickes S, Diola D, Benjamin KR, Keasling JD, Leavell MD, McPhee DJ, Renninger NS , Ньюман Дж. Д., Паддон С. Дж. (Январь 2012 г.). «Производство аморфадиена в дрожжах и его преобразование в дигидроартемизиновую кислоту, предшественник противомалярийного агента артемизинина». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (3): E111–8. Bibcode:2012PNAS..109E.111W. Дои:10.1073 / pnas.1110740109. ЧВК  3271868. PMID  22247290.
  81. ^ Коннор, Стив (28 марта 2014 г.). «Эврика! Ученые совершают гигантский скачок к синтетической жизни». Независимый. Получено 2015-08-06.
  82. ^ Нгуен П.К., Ботянски З., Тай П.К., Джоши Н.С. (сентябрь 2014 г.). «Программируемые материалы на основе биопленок из искусственных крученых нановолокон». Nature Communications. 5: 4945. Bibcode:2014 НатКо ... 5.4945N. Дои:10.1038 / ncomms5945. PMID  25229329.
  83. ^ Кульман Б., Дантас Г., Иретон Г.К., Варани Г., Стоддард Б.Л., Бейкер Д. (ноябрь 2003 г.). «Дизайн новой глобулярной белковой складки с точностью до атомного уровня». Наука. 302 (5649): 1364–8. Bibcode:2003Наука ... 302.1364K. Дои:10.1126 / science.1089427. PMID  14631033. S2CID  1939390.
  84. ^ Кодер Р.Л., Андерсон Д.Л., Соломон Л.А., Редди К.С., Мозер С.К., Даттон П.Л. (март 2009 г.). «Дизайн и разработка белка транспорта O (2)». Природа. 458 (7236): 305–9. Bibcode:2009Натура.458..305K. Дои:10.1038 / природа07841. ЧВК  3539743. PMID  19295603.
  85. ^ Фарид Т.А., Кодали Дж., Соломон Л.А., Лихтенштейн Б.Р., Шихан М.М., Фрай Б.А., Биалас К., Эннист Н.М., Седлецки Дж.А., Чжао З., Стец М.А., Валентин К.Г., Андерсон Дж.Л., Ванд А.Дж., Дишер Б.М., Мозер С.К., Даттон П.Л. (Декабрь 2013). «Дизайн элементарного тетрагелевого белка для различных функций оксидоредуктазы». Природа Химическая Биология. 9 (12): 826–833. Дои:10.1038 / nchembio.1362. ЧВК  4034760. PMID  24121554.
  86. ^ Wang, MS; Hecht, MH (2020). «Полностью De Novo АТФаза от комбинаторного дизайна белка». Журнал Американского химического общества. 142 (36): 15230–15234. Дои:10.1021 / jacs.0c02954. ISSN  0002-7863. PMID  32833456.
  87. ^ Армбрустер Б.Н., Ли Х, Пауш М.Х., Герлитце С., Рот Б.Л. (март 2007 г.). «Разработка замка для соответствия ключу для создания семейства рецепторов, связанных с G-белком, которые активно активируются инертным лигандом». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (12): 5163–8. Bibcode:2007ПНАС..104.5163А. Дои:10.1073 / pnas.0700293104. ЧВК  1829280. PMID  17360345.
  88. ^ Мак В.С., Тран С., Марчески Р., Бертолани С., Томпсон Дж., Бейкер Д., Ляо Дж. К., Сигел Дж. Б. (ноябрь 2015 г.). «Интегративный геномный анализ функции ферментов, позволяющий разработать искусственный путь биосинтеза». Nature Communications. 6: 10005. Bibcode:2015НатКо ... 610005M. Дои:10.1038 / ncomms10005. ЧВК  4673503. PMID  26598135.
  89. ^ Ван К., Пэрриш А. Р., Ван Л. (март 2009 г.). «Расширение генетического кода для биологических исследований». Химия и биология. 16 (3): 323–36. Дои:10.1016 / j.chembiol.2009.03.001. ЧВК  2696486. PMID  19318213.
  90. ^ Дэвидсон, АР; Поясница, кДж; Зауэр, RT (1995). «Кооперативно свернутые белки в библиотеках случайных последовательностей». Структурная биология природы. 2 (10): 856–864. Дои:10.1038 / nsb1095-856. PMID  7552709. S2CID  31781262.
  91. ^ Kamtekar S, Schiffer JM, Xiong H, Babik JM, Hecht MH (декабрь 1993 г.). «Дизайн белка с помощью бинарного паттерна полярных и неполярных аминокислот». Наука. 262 (5140): 1680–5. Bibcode:1993Научный ... 262,1680K. Дои:10.1126 / science.8259512. PMID  8259512.
  92. ^ Вальтер К.Ю., Вамвака К., Хилверт Д. (ноябрь 2005 г.). «Активный фермент, состоящий из 9-аминокислотного алфавита». Журнал биологической химии. 280 (45): 37742–6. Дои:10.1074 / jbc.M507210200. PMID  16144843.
  93. ^ «Приложения синтетической биологии». www.thermofisher.com. Получено 2015-11-12.
  94. ^ Лю И, Шин HD, Ли Дж, Лю Л. (февраль 2015 г.). «К метаболической инженерии в контексте системной биологии и синтетической биологии: достижения и перспективы». Прикладная микробиология и биотехнология. 99 (3): 1109–18. Дои:10.1007 / s00253-014-6298-y. PMID  25547833. S2CID  954858.
  95. ^ Черч GM, Гао Й, Косури С. (сентябрь 2012 г.). «Хранение цифровой информации нового поколения в ДНК». Наука. 337 (6102): 1628. Bibcode:2012Sci ... 337.1628C. Дои:10.1126 / science.1226355. PMID  22903519. S2CID  934617.
  96. ^ «В ДНК можно хранить огромные объемы данных». Sky News. 23 января 2013. Архивировано из оригинал на 2016-05-31. Получено 24 января 2013.
  97. ^ Zadeh, Joseph N .; Steenberg, Conrad D .; Буа, Джастин С .; Вулф, Брайан Р .; Пирс, Маршалл Б .; Хан, Асиф Р .; Диркс, Роберт М .; Пирс, Найлз А. (15 января 2011 г.). «NUPACK: Анализ и дизайн систем нуклеиновых кислот». Журнал вычислительной химии. 32 (1): 170–173. Дои:10.1002 / jcc.21596. PMID  20645303. S2CID  33709556.
  98. ^ Лоренц, Ронни; Bernhart, Stephan H .; Höner zu Siederdissen, Christian; Тафер, Хаким; Фламм, Кристоф; Стадлер, Питер Ф .; Хофакер, Иво Л. (24 ноября 2011 г.). "Пакет ViennaRNA 2.0". Алгоритмы молекулярной биологии. 6 (1): 26. Дои:10.1186/1748-7188-6-26. ISSN  1748-7188. ЧВК  3319429. PMID  22115189.
  99. ^ Salis, Howard M .; Мирский, Итан А .; Фойгт, Кристофер А. (октябрь 2009 г.). «Автоматизированный дизайн сайтов связывания синтетических рибосом для контроля экспрессии белка». Природа Биотехнологии. 27 (10): 946–950. Дои:10.1038 / nbt.1568. ISSN  1546-1696. ЧВК  2782888. PMID  19801975.
  100. ^ Nielsen, A. A. K .; Der, B.S .; Шин, Дж .; Vaidyanathan, P .; Параланов, В .; Стричальский, Э. А .; Росс, Д .; Densmore, D .; Войт, К. А. (2016-04-01). «Автоматизация проектирования генетических схем». Наука. 352 (6281): aac7341. Дои:10.1126 / science.aac7341. ISSN  0036-8075. PMID  27034378.
  101. ^ Хоссейн, Аян; Лопес, Эриберто; Хальпер, Шон М .; Cetnar, Daniel P .; Reis, Александр C .; Стрикленд, Девин; Клавинс, Эрик; Салис, Ховард М. (13.07.2020). «Автоматизированное проектирование тысяч неповторяющихся деталей для разработки стабильных генетических систем». Природа Биотехнологии: 1–10. Дои:10.1038 / s41587-020-0584-2. ISSN  1546-1696. PMID  32661437. S2CID  220506228.
  102. ^ Поллак, Эндрю (7 мая 2014 г.). «Исследователи сообщают о прорыве в создании искусственного генетического кода». Нью-Йорк Таймс. Получено 7 мая, 2014.
  103. ^ Каллавей, Юэн (7 мая 2014 г.). «Первая жизнь с« чужеродной »ДНК». Природа. Дои:10.1038 / природа.2014.15179. S2CID  86967999. Получено 7 мая, 2014.
  104. ^ а б Малышев Д.А., Дхами К., Лавернь Т., Чен Т., Дай Н., Фостер Дж. М., Корреа И. Р., Ромесберг Ф. Э. (май 2014 г.). «Полусинтетический организм с расширенным генетическим алфавитом». Природа. 509 (7500): 385–8. Bibcode:2014Натура.509..385M. Дои:10.1038 / природа13314. ЧВК  4058825. PMID  24805238.
  105. ^ а б Verseux, C .; Паулино-Лима, И .; Baque, M .; Billi, D .; Ротшильд, Л. (2016). Синтетическая биология для исследования космоса: перспективы и социальные последствия. Амбивалентность создания жизни. Социальные и философские аспекты синтетической биологии, Издательство: Springer-Verlag. Этика науки и оценки технологий. 45. С. 73–100. Дои:10.1007/978-3-319-21088-9_4. ISBN  978-3-319-21087-2.
  106. ^ Менезес, А; Cumbers, Дж; Хоган, Дж; Аркин, А (2014). «К синтетическим биологическим подходам к использованию ресурсов в космических полетах». Журнал Королевского общества, Интерфейс. 12 (102): 20140715. Дои:10.1098 / rsif.2014.0715. ЧВК  4277073. PMID  25376875.
  107. ^ Монтегю М., МакАртур Г. Х., Кокелл С. С., Хелд Дж., Маршалл В., Шерман Л. А., Ван Н., Николсон В. Л., Тарджан Д. Р., Камберс Дж. (Декабрь 2012 г.). «Роль синтетической биологии в использовании ресурсов in situ (ISRU)». Астробиология. 12 (12): 1135–42. Bibcode:2012AsBio..12,1135M. Дои:10.1089 / аст.2012.0829. PMID  23140229.
  108. ^ GSFC, Билл Штайгервальд. «НАСА - Дизайнерские растения на Марсе». www.nasa.gov. Получено 2020-05-29.
  109. ^ Хатчисон, Калифорния, Чуанг Р.Ю., Носков В.Н., Асад-Гарсия Н., Деринк Т.Дж., Эллисман М.Х., Гилл Дж., Каннан К., Карас Б.Дж., Ма Л., Пеллетье Дж.Ф., Ци З.К., Рихтер Р.А., Стричальский Е.А., Сан Л., Сузуки Ю. Цветанова Б., Мудрый К.С., Смит Х.О., Гласс Д.И., Мерриман С., Гибсон Д.Г., Вентер Дж.С. (март 2016 г.). «Дизайн и синтез минимального бактериального генома». Наука. 351 (6280): aad6253. Bibcode:2016Научный ... 351 ..... H. Дои:10.1126 / science.aad6253. PMID  27013737.
  110. ^ а б Коннор, Стив (1 декабря 2014 г.). «Крупный прорыв в области синтетической жизни: ученые создают первые искусственные ферменты». Независимый. Лондон. Получено 2015-08-06.
  111. ^ а б Димер Д. (июль 2005 г.). «Гигантский шаг к искусственной жизни?». Тенденции в биотехнологии. 23 (7): 336–8. Дои:10.1016 / j.tibtech.2005.05.008. PMID  15935500.
  112. ^ «Ученые достигли вехи на пути к искусственной жизни». 2010-05-20. Получено 2010-06-09.
  113. ^ Вентер, JC. «От замысла жизни к продлению здоровой жизни». YouTube. Телевидение Калифорнийского университета (UCTV). Получено 1 февраля 2017.
  114. ^ "Построй-клетку". Получено 4 декабря 2019.
  115. ^ «ФабриСелл». Получено 8 декабря 2019.
  116. ^ «MaxSynBio - Исследовательская сеть Макса Планка в области синтетической биологии». Получено 8 декабря 2019.
  117. ^ «BaSyC». Получено 8 декабря 2019.
  118. ^ «SynCell EU». Получено 8 декабря 2019.
  119. ^ Цзу Ц., Ван Дж. (Август 2014 г.). «Бактерии, колонизирующие опухоль: потенциальная терапия, направленная на опухоль». Критические обзоры в микробиологии. 40 (3): 225–35. Дои:10.3109 / 1040841X.2013.776511. PMID  23964706. S2CID  26498221.
  120. ^ Гуджрати В., Ким С., Ким С.Х., Мин Дж.Дж., Чой Х.Э., Ким С.К., Джон С. (февраль 2014 г.). «Биоинженерные бактериальные везикулы наружной мембраны как клеточно-специфические средства доставки лекарств для лечения рака». САУ Нано. 8 (2): 1525–37. Дои:10.1021 / nn405724x. PMID  24410085.
  121. ^ Пиньеро-Ламбеа С., Боделон Г., Фернандес-Перианьес Р., Куэста А.М., Альварес-Валлина Л., Фернандес Ла (апрель 2015 г.). «Программирование контролируемой адгезии E. coli к целевым поверхностям, клеткам и опухолям с помощью синтетических адгезинов». Синтетическая биология ACS. 4 (4): 463–73. Дои:10.1021 / sb500252a. ЧВК  4410913. PMID  25045780.
  122. ^ Дейнеко, И.В .; Kasnitz, N .; Leschner, S .; Вайс, С. (2016). «Составление опухолеспецифического бактериального промотора». PLOS ONE. 11 (5): e0155338. Bibcode:2016PLoSO..1155338D. Дои:10.1371 / journal.pone.0155338. ЧВК  4865170. PMID  27171245.
  123. ^ Рис, KC; Бейлс, К.В. (2008). «Молекулярный контроль бактериальной гибели и лизиса». Микробиол Мол Биол Рев. 72 (1): 85–109. Дои:10.1128 / ммр. 00030-07. ЧВК  2268280. PMID  18322035.
  124. ^ Ganai, S .; Arenas, R. B .; Форбс, Н. С. (2009). «Нацеленная на опухоль доставка TRAIL с использованием Salmonella typhimurium увеличивает выживаемость при раке груди у мышей». Br. J. Рак. 101 (10): 1683–1691. Дои:10.1038 / sj.bjc.6605403. ЧВК  2778534. PMID  19861961.
  125. ^ Джонс, Б.С., Лэмб, Л.С., Голдман, Ф. и Ди Стази, А. Повышение безопасности продуктов клеточной терапии путем переноса суицидного гена. Передний. Pharmacol. 5, 254 (2014).
  126. ^ Wei, P; Вонг, WW; Park, JS; Corcoran, EE; Пейсайович С.Г .; Onuffer, JJ; Вайс, А; LiWA (2012). «Белки бактериальной вирулентности как инструменты для изменения киназных путей в дрожжевых и иммунных клетках». Природа. 488 (7411): 384–388. Bibcode:2012Натура.488..384Вт. Дои:10.1038 / природа11259. ЧВК  3422413. PMID  22820255.
  127. ^ Данино, Т .; Мондрагон-Паломино, О .; Цимринг, Л .; Хэсти, Дж. (2010). «Синхронизированный кворум генетических часов». Природа. 463 (7279): 326–330. Bibcode:2010Натура.463..326D. Дои:10.1038 / природа08753. ЧВК  2838179. PMID  20090747.
  128. ^ Chen, Y. Y .; Jensen, M.C .; Смолке, К. Д. (2010). «Генетический контроль пролиферации Т-клеток млекопитающих с помощью синтетических регуляторных систем РНК». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 107 (19): 8531–6. Bibcode:2010PNAS..107.8531C. Дои:10.1073 / pnas.1001721107. ЧВК  2889348. PMID  20421500.
  129. ^ а б c Ньюсон, AJ (2015). «Синтетическая биология: этика, экзептационализм и ожидания». Macquarie Law Journal. 15: 45.
  130. ^ Персонал, агентства (ноябрь 2018 г.). «Первые в мире младенцы, подвергшиеся генетическому редактированию, созданы в Китае, - утверждает ученый». Хранитель.
  131. ^ Хейри, Мэтти (апрель 2017 г.). «Синтетическая биология и этика: прошлое, настоящее и будущее». Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics. 26 (2): 186–205. Дои:10.1017 / S0963180116000803. PMID  28361718.
  132. ^ Джин, Шан; и другие. (Сентябрь 2019 г.). «Синтетическая биология, применяемая в агропродовольственном секторе: общественное восприятие, отношение и значение для будущих исследований». Тенденции в пищевой науке и технологиях. 91: 454–466. Дои:10.1016 / j.tifs.2019.07.025.
  133. ^ Эми, Гутманн (2012). «Этика синтетической биологии». Отчет Центра Гастингса. 41 (4): 17–22. Дои:10.1002 / j.1552-146X.2011.tb00118.x. PMID  21845917. S2CID  20662786.
  134. ^ а б Говард, Джон; Мурашов, Владимир; Шульте, Пол (18 октября 2016 г.). «Синтетическая биология и профессиональный риск». Журнал гигиены труда и окружающей среды. 14 (3): 224–236. Дои:10.1080/15459624.2016.1237031. ISSN  1545-9624. PMID  27754800. S2CID  205893358.
  135. ^ а б Европейская комиссия. Генеральный директорат по делам потребителей медицинских услуг (12 февраля 2016 г.). «Заключение по синтетической биологии II: методологии оценки рисков и аспекты безопасности». Европа Главное управление здравоохранения и потребителей. Офис публикаций. Дои:10.2772/63529.
  136. ^ а б Бюль Х, Даннер Дж. П., Молинари Р. Дж., Маллиган Дж. Т., Парк Х. О., Райхерт Б., Рот Д. А., Вагнер Р., Бадоуле Б., Скрипп Р. М., Смит Дж. А., Стил С. Дж., Черч Дж., Энди Д. (июнь 2007 г.). «Синтез ДНК и биологическая безопасность». Природа Биотехнологии. 25 (6): 627–9. Дои:10.1038 / nbt0607-627. PMID  17557094. S2CID  7776829.
  137. ^ «Этические вопросы синтетической биологии: обзор дебатов» (PDF).
  138. ^ а б Президентская комиссия по изучению проблем биоэтики, декабрь 2010 г. НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ Этика синтетической биологии и новых технологий Проверено 14 апреля 2012.
  139. ^ Официальный сайт SYNBIOSAFE
  140. ^ Schmidt M, Ganguli-Mitra A, Torgersen H, Kelle A, Deplazes A, Biller-Andorno N (декабрь 2009 г.). «Приоритетный документ по социальным и этическим аспектам синтетической биологии» (PDF). Системная и синтетическая биология. 3 (1–4): 3–7. Дои:10.1007 / s11693-009-9034-7. ЧВК  2759426. PMID  19816794.
  141. ^ Шмидт М. Келле А. Гангули А, де Вринд Х. (Ред.) 2009. «Синтетическая биология. Технонаука и ее социальные последствия». Издательство Springer Academic Publishing.
  142. ^ Келле А. (декабрь 2009 г.). «Обеспечение безопасности синтетической биологии - к стратегии управления 5P». Системная и синтетическая биология. 3 (1–4): 85–90. Дои:10.1007 / s11693-009-9041-8. ЧВК  2759433. PMID  19816803.
  143. ^ Шмидт М (июнь 2008 г.). «Распространение синтетической биологии: вызов биобезопасности» (PDF). Системная и синтетическая биология. 2 (1–2): 1–6. Дои:10.1007 / s11693-008-9018-z. ЧВК  2671588. PMID  19003431.
  144. ^ УЮТНЫЙ: общение по синтетической биологии
  145. ^ Кронбергер Н., Хольц П., Кербе В., Штрассер Е., Вагнер В. (декабрь 2009 г.). «Передача информации о синтетической биологии: от лаборатории через средства массовой информации к широкой общественности». Системная и синтетическая биология. 3 (1–4): 19–26. Дои:10.1007 / s11693-009-9031-х. ЧВК  2759424. PMID  19816796.
  146. ^ Черер А., Зейрингер А. (декабрь 2009 г.). «Изображения синтетической биологии: рефлексивное обсуждение представления синтетической биологии (SB) в немецкоязычных СМИ и экспертами SB». Системная и синтетическая биология. 3 (1–4): 27–35. Дои:10.1007 / s11693-009-9038-3. ЧВК  2759430. PMID  19816797.
  147. ^ УЮТНЫЙ / SYNBIOSAFE документальный фильм
  148. ^ Отчет IASB «Технические решения по биобезопасности в синтетической биологии» В архиве 19 июля 2011 г. Wayback Machine, Мюнхен, 2008 г.
  149. ^ Паренс Э., Джонстон Дж., Моисей Дж. Этические проблемы синтетической биологии. 2009.
  150. ^ Официальный сайт NAS Symposium
  151. ^ Президентская комиссия по изучению проблем биоэтики, декабрь 2010 г. Часто задаваемые вопросы
  152. ^ Часто задаваемые вопросы по синтетической биологии | Президентская комиссия по изучению биоэтических вопросов
  153. ^ а б Эриксон Б., Сингх Р., Винтерс П. (сентябрь 2011 г.). «Синтетическая биология: регулирование промышленного использования новых биотехнологий». Наука. 333 (6047): 1254–6. Bibcode:2011Научный ... 333.1254E. Дои:10.1126 / science.1211066. PMID  21885775. S2CID  1568198.
  154. ^ Кэтрин Сюэ для журнала Harvard Magazine. Сентябрь – октябрь 2014 г. Новый зверинец синтетической биологии
  155. ^ Йоджана Шарма для Scidev.net 15 марта 2012 г. НПО призывают к международному регулированию синтетической биологии
  156. ^ Новая синтетическая биология: кто выигрывает? (2014-05-08), Ричард С. Левонтин, Нью-Йоркское обозрение книг
  157. ^ Говард, Джон; Мурашов, Владимир; Шульте, Пауль (2017-01-24). «Синтетическая биология и профессиональные риски». Журнал гигиены труда и окружающей среды. 14 (3): 224–236. Дои:10.1080/15459624.2016.1237031. PMID  27754800. S2CID  205893358. Получено 2018-11-30.
  158. ^ Национальные академии наук, инженерия; Отдел изучения земной жизни; Совет по жизни, наукам; Совет по технологии химических наук; Комитет по стратегиям выявления потенциальных уязвимостей биологической защиты, создаваемых синтетической биологией (2018-06-19). Биозащита в эпоху синтетической биологии. Национальные академии наук, инженерии и медицины. Дои:10.17226/24890. ISBN  9780309465182. PMID  30629396.
  159. ^ «Краткий обзор будущего: синтетическая биология и биоразнообразие». Европейская комиссия. Сентябрь 2016. С. 14–15.. Получено 2019-01-14.
  160. ^ «Окончательное заключение по синтетической биологии III: Риски для окружающей среды и биоразнообразия, связанные с синтетической биологией и приоритетами исследований в области синтетической биологии». Генеральный директорат ЕС по вопросам здоровья и безопасности пищевых продуктов. 2016-04-04. стр.8, 27. Получено 2019-01-14.
  161. ^ Бейли, Клэр; Меткалф, Хизер; Крук, Брайан (2012). «Синтетическая биология: обзор технологии, текущих и будущих потребностей в нормативно-правовой базе Великобритании» (PDF). Великобритания Руководитель по охране труда и технике безопасности. Получено 2018-11-29.
  162. ^ Пей, Лей; Бар ‐ Ям, Шломия; Байерс-Корбин, Дженнифер; Касагранде, Рокко; Эйхлер, флорентийский; Лин, Аллен; Остеррайхер, Мартин; Regardh, Pernilla C .; Терлингтон, Ральф Д. (2012), «Нормативные рамки для синтетической биологии», Синтетическая биология, John Wiley & Sons, Ltd, стр. 157–226, Дои:10.1002 / 9783527659296.ch5, ISBN  9783527659296
  163. ^ Трамп, Бенджамин Д. (01.11.2017). «Регулирование и управление синтетической биологией: уроки TAPIC для США, Европейского Союза и Сингапура». Политика здравоохранения. 121 (11): 1139–1146. Дои:10.1016 / j.healthpol.2017.07.010. ISSN  0168-8510. PMID  28807332.

Библиография

  • Церковь, Джордж; Реджис, Эд (2012). Как синтетическая биология заново изобретет природу и самих себя. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Базовые книги. ISBN  978-0465021758.
  • Европейская комиссия (2016) Синтетическая биология и биоразнообразие ; Наука для экологической политики (2016 г.); Краткий обзор 15. Подготовлено для Генерального директора по окружающей среде Европейской комиссии отделом научных коммуникаций, UWE, Бристоль. [1], PDF, 36 стр.
  • Вентер, Крейг (2013). Жизнь со скоростью света: двойная спираль и рассвет цифровой жизни. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Книги Пингвина. ISBN  978-0670025404.

внешняя ссылка