Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Искусственная форма жизни» перенаправляется сюда. Для смоделированных форм жизни см. Искусственная жизнь .
Часть цикла статей о
Синтетическая биология
Синтетические биологические схемы
Редактирование генома
Искусственные клетки
Ксенобиология
Другие темы
Исследования синтетической биологии в Исследовательском центре Эймса НАСА .

Синтетическая биология ( SynBio ) - это междисциплинарная область исследований, которая направлена ​​на создание новых биологических частей, устройств и систем или перепроектирование систем, которые уже встречаются 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 , электрическая и компьютерная инженерия , инженерия управления. и эволюционная биология .

Благодаря более мощным возможностям генной инженерии и снижению затрат на синтез и секвенирование ДНК , 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 [ править ]

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 конструирование биологических модулей , биологических систем и биологических машин 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, которые не существуют в природе» (Европейская комиссия, 2005 г.). Это может включать возможность молекулярного ассемблера , основанного на биомолекулярных системах. такие как рибосома [5]

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

  1. Подход « сверху вниз» включает использование методов метаболизма и генной инженерии для придания живым клеткам новых функций.
  2. Снизу вверх подход включает в себя создание новых биологические систем в пробирке путем объединения «неживые» биомолекулы компоненты, [6] , часто с целью построения искусственной клетки .

Таким образом, биологические системы собираются модуль за модулем. Часто используются системы внеклеточной экспрессии белков [7] [8] [9], а также мембранные молекулярные механизмы. Прилагаются все большие усилия по преодолению разрыва между этими подходами путем формирования гибридных живых / синтетических клеток [10] и инженерного взаимодействия между живыми и синтетическими популяциями клеток. [11]

История [ править ]

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

1961: Джейкоб и Моно постулируют клеточную регуляцию с помощью молекулярных сетей на основе своего исследования lac- оперона в E. coli и предполагают возможность сборки новых систем из молекулярных компонентов. [14]

1973: Первое молекулярное клонирование и амплификация ДНК в плазмиде опубликовано в PNAS Cohen, Boyer et al. на заре синтетической биологии. [15]

1978: Арбер , Натанс и Смит получают Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие рестрикционных ферментов , что побудило Шибальского сделать редакционный комментарий в журнале Gene :

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 журнале Science Mullis et al. [17] Это позволило избежать добавления новой ДНК-полимеразы после каждого цикла ПЦР, что значительно упростило мутагенез и сборку ДНК.

2000: Две статьи в Nature описывают синтетические биологические схемы , генетический тумблер и биологические часы, путем объединения генов в клетках E. coli . [18] [19]

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

Стандартные визуальные символы Synthetic Biology Open Language (SBOL) для использования с BioBricks Standard

2003: Исследователи разработали путь предшественника артемизинина в E. coli . [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 для E. coli . [22] Другая группа разрабатывает схемы, способные формировать многоклеточные узоры. [23]

2006: Исследователи создают синтетический контур, который способствует бактериальному вторжению в опухолевые клетки. [24]

2010: Исследователи публикуют в Science первый синтетический бактериальный геном под названием M. 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 Шарпентье и Дудна публикуют в Science программирование бактериального иммунитета CRISPR-Cas9 для нацеливания на расщепление ДНК. [28] Эта технология значительно упростила и расширила возможности редактирования генов эукариот.

2019: Ученые ETH Zurich сообщает о создании первого бактериального генома , названном Caulobacter ethensis-2,0 , сделанный полностью на компьютер, хотя родственная жизнеспособная форма из C. ethensis-2.0 еще не существует. [29] [30]

2019: Исследователи сообщают о производстве новой синтетической (возможно, искусственной ) формы жизнеспособной жизни , варианта бактерии Escherichia coli , путем сокращения естественного числа 64 кодонов в бактериальном геноме до 59 кодонов вместо этого, чтобы кодировать 20 аминокислотных остатков. кислоты . [31] [32]

Перспективы [ править ]

Инженеры рассматривают биологию как технологию (другими словами, данная система включает в себя биотехнологию или ее биологическую инженерию ) [33]. Синтетическая биология включает в себя широкое переопределение и расширение биотехнологии с конечной целью создания и создания спроектированных живых биологических систем. которые обрабатывают информацию, манипулируют химическими веществами, производят материалы и конструкции, производят энергию, обеспечивают пищу, поддерживают и улучшают здоровье человека, а также расширяют фундаментальные знания о биологических системах (см. Биомедицинская инженерия ) и окружающей среде. [34]

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

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

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] [36]

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. [37] Переписчики черпают вдохновение в рефакторинге - процессе, который иногда используется для улучшения компьютерного программного обеспечения.

Включение технологий [ править ]

Несколько инновационных технологий сыграли решающую роль в успехе синтетической биологии. Концепции включают стандартизацию биологических частей и иерархическую абстракцию, позволяющую использовать эти части в синтетических системах. [38] Базовые технологии включают чтение и запись ДНК (секвенирование и изготовление). Для точного моделирования и автоматизированного проектирования (САПР) необходимы измерения в нескольких условиях .

ДНК и синтез генов [ править ]

Основные статьи: Искусственный синтез генов и синтетическая геномика

Благодаря резкому снижению затрат на синтез олигонуклеотидов («олигонуклеотидов») и появлению ПЦР размеры конструкций ДНК из олигонуклеотидов увеличились до геномного уровня. [39] В 2000 году исследователи сообщили о синтезе генома вируса гепатита С размером 9,6 т.п.н. (килобайт) из химически синтезированных 60-80-меров. [40] В 2002 году исследователям из Университета Стони Брук удалось синтезировать геном полиовируса длиной 7741 п.н. из опубликованной последовательности, создав второй синтетический геном за два года. [41] В 2003 г. геном из 5386 п.н. бактериофага Phi X 174 был собран примерно за две недели. [42]В 2006 году та же команда из Института Дж. Крейга Вентера сконструировала и запатентовала синтетический геном новой минимальной бактерии Mycoplasma labratorium и работала над тем, чтобы заставить его функционировать в живой клетке. [43] [44] [45]

В 2007 году сообщалось, что несколько компаний предлагали синтез генетических последовательностей длиной до 2000 пар оснований (п.н.) по цене около 1 доллара за п.н. и времени обработки менее двух недель. [46] Олигонуклеотиды, полученные с фотолитографического или струйного ДНК-чипа в сочетании с ПЦР и коррекцией ошибок несоответствия ДНК, позволяют недорогостоящие крупномасштабные изменения кодонов в генетических системах для улучшения экспрессии генов или включения новых аминокислот (см. Джордж М. Проекты синтетических ячеек Черча и Энтони Форстера [47] [48] ). Это отдает предпочтение подходу синтеза с нуля.

Кроме того, система CRISPR / Cas стала многообещающим методом редактирования генов. Это было описано как «самая важная инновация в области синтетической биологии почти за 30 лет». [49] В то время как другими методами для редактирования последовательностей генов требуются месяцы или годы, CRISPR сокращает это время до нескольких недель. [49] Однако из-за простоты использования и доступности он вызвал этические проблемы, особенно в связи с его использованием в биохакинге . [50] [51] [52]

Последовательность [ править ]

Секвенирование ДНК определяет порядок нуклеотидных 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, с помощью секвенирования можно убедиться, что изготовленная система соответствует назначению. В-третьих, быстрое, дешевое и надежное секвенирование может облегчить быстрое обнаружение и идентификацию синтетических систем и организмов. [53]

Микрофлюидика [ править ]

Микрофлюидика , в частности капельная микрофлюидика, представляет собой новый инструмент, используемый для создания новых компонентов, а также для их анализа и определения характеристик. [54] [55] Он широко используется в скрининговых анализах. [56]

Модульность [ править ]

Наиболее часто используемые [57] : 22–23 стандартизованные части ДНК представляют собой плазмиды BioBrick , изобретенные Томом Найтом в 2003 году. [58] Биокирпичи хранятся в Реестре стандартных биологических частей в Кембридже, Массачусетс. Стандарт BioBrick использовался тысячами студентов по всему миру в международном конкурсе генно- инженерных машин (iGEM). [57] : 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 спирали , [59] связывание домена SH3 с пептидом [60] или SpyTag / SpyCatcher [61], предлагают такой контроль. Кроме того, необходимо регулировать белок-белковые взаимодействия в клетках, например, со светом (используясвет-кислород-напряжение-чувствительные домены ) или проницаемые для клетки небольшие молекулы за счет химически индуцированной димеризации . [62]

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. [63] [64]

Моделирование [ править ]

Модели информируют дизайн инженерных биологических систем, лучше прогнозируя поведение системы до изготовления. Синтетическая биология извлекает выгоду из более совершенных 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 транскрипции , трансляции , регуляции и индукции регуляторных сетей генов. [65] [66] [67]

Синтетические факторы транскрипции [ править ]

Исследования рассмотрели компоненты механизма транскрипции ДНК . Одно желание ученых, создающих синтетические биологические схемы, - иметь возможность контролировать транскрипцию синтетической ДНК в одноклеточных организмах ( прокариотах ) и в многоклеточных организмах ( эукариотах ). В одном исследовании проверялась регулируемость синтетических факторов транскрипции (sTF) в областях вывода транскрипции и кооперативной способности между множественными комплексами факторов транскрипции. [68] Исследователи смогли мутировать функциональные области, называемые цинковыми пальцами., ДНК-специфический компонент sTF, чтобы уменьшить их сродство к сайтам последовательности ДНК конкретного оператора и, таким образом, уменьшить связанную сайт-специфическую активность sTF (обычно регуляцию транскрипции). Они также использовали цинковые пальцы в качестве компонентов комплексообразующих sTF, которые являются механизмами трансляции эукариот . [68]

Приложения [ править ]

Биологические компьютеры [ править ]

Биологический компьютер относится к сконструированной биологической системе , которая может выполнять компьютер-подобные операциям, которая является доминирующей парадигмой в синтетической биологии. Исследователи построили и охарактеризовали множество логических вентилей у ряда организмов [69] 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. [70] [71] Исследования клеток человека продемонстрировали универсальный логический вычислитель, который работает в клетках млекопитающих в 2007 году. [72]Впоследствии исследователи использовали эту парадигму, чтобы продемонстрировать доказательную терапию, которая использует биологические цифровые вычисления для обнаружения и уничтожения раковых клеток человека в 2011 году. [73] Другая группа исследователей продемонстрировала в 2016 году, что принципы компьютерной инженерии могут быть использованы для автоматизировать проектирование цифровых схем в бактериальных клетках. [74] В 2017 году исследователи продемонстрировали систему «Логика и арифметика посредством вырезания ДНК» (BLADE) для разработки цифровых вычислений в клетках человека. [75]

Биосенсоры [ править ]

Биосенсора относится к сконструированному организму, как правило , бактерии, которая способна сообщать некоторое окружающее явление , такие как наличие тяжелых металлов и токсинов. Одной из таких систем является Lux оперон из Aliivibrio fischeri , [76] , который кодирует фермент , который является источником бактериальной биолюминесценции , и может быть помещен после ответчика промотор для экспрессии генов люминесценции в ответ на специфический стимул окружающей среды. [77] Создан один такой датчик, состоящий из биолюминесцентного бактериального покрытия на светочувствительном компьютерном чипе для обнаружения определенных нефтяных загрязнителей.. Когда бактерии чувствуют загрязнитель, они светятся. [78] Другим примером подобного механизма является обнаружение наземных мин с помощью сконструированного репортерного штамма E.coli, способного обнаруживать TNT и его основной продукт деградации DNT и, следовательно, производить зеленый флуоресцентный белок ( GFP ). [79]

Измененные организмы могут воспринимать сигналы окружающей среды и посылать выходные сигналы, которые могут быть обнаружены и служат диагностическим целям. Использовались когорты микробов. [80]

Трансформация клеток [ править ]

Основная статья: Трансформация (генетика)

Клетки используют взаимодействующие гены и белки, которые называются генными цепями, для реализации разнообразных 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 путем направленной эволюции. Это включает в себя инженерные кишечной палочки и дрожжи для промышленного получения предшественника противомалярийного препарата , артемизинина . [81]

Целые организмы еще предстоит создать с нуля, хотя живые клетки можно трансформировать с помощью 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 во время роста и процветания. [82] Трансформация клеток используется для создания биологических цепей , которыми можно манипулировать для получения желаемых результатов. [18] [19]

Интегрируя синтетическую биологию с наукой о материалах , можно было бы использовать клетки в качестве микроскопических молекулярных фабрик для производства материалов со свойствами, свойства которых были закодированы генетически. В результате реинжиниринга были получены волокна Керли, амилоидный компонент внеклеточного материала биопленок , в качестве платформы для программируемого наноматериала . Эти нановолокна были генетически сконструированы для выполнения определенных функций, включая адгезию к субстратам, создание шаблонов наночастиц и иммобилизацию белков. [83]

Созданные белки [ править ]

TOP7 белок был одним из первых белков , предназначенных для складки , которые никогда не видели раньше в природе [84]

Природные белки могут быть созданы, например, путем направленной эволюции , могут быть созданы новые белковые структуры, которые соответствуют или улучшают функциональность существующих белков. Одна группа создала пучок спиралей, который был способен связывать кислород со свойствами, подобными гемоглобину , но не связывать монооксид углерода . [85] Подобная структура белка была создана для поддержки различных активностей оксидоредуктазы [86], в то время как другая структура сформировала структурно и последовательно новую АТФазу . [87]Другая группа создала семейство рецепторов, связанных с G-белком, которые могут быть активированы инертной небольшой молекулой N-оксида клозапина, но нечувствительны к нативному лиганду , ацетилхолину ; эти рецепторы известны как DREADD . [88] Новые функциональные возможности или специфичность белка также могут быть разработаны с использованием вычислительных подходов. Одно исследование позволило использовать два различных 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. [89]

Другое распространенное исследование - расширение естественного набора из 20 аминокислот . За исключением стоп-кодонов , был идентифицирован 61 кодон , но только 20 аминокислот кодируются, как правило, у всех организмов. Некоторые кодоны созданы для кодирования альтернативных аминокислот, включая нестандартные аминокислоты, такие как О- метилтирозин ; или экзогенные аминокислоты, такие как 4-фторфенилаланин. Обычно в этих проектах используются перекодированные пары тРНК супрессора нонсенс - аминоацил тРНК синтетаза из других организмов, хотя в большинстве случаев требуется серьезная инженерия. [90]

Другие исследователи исследовали структуру и функцию белков, уменьшив нормальный набор из 20 аминокислот. Ограниченные библиотеки белковых последовательностей получают путем создания белков, в которых группы аминокислот могут быть заменены одной аминокислотой. [91] Например, несколько неполярных аминокислот в белке могут быть заменены одной неполярной аминокислотой. [92] Один проект продемонстрировал, что сконструированная версия хоризматмутазы все еще обладала каталитической активностью даже при использовании только 9 аминокислот. [93]

Исследователи и компании практикуют синтетическую биологию для синтеза промышленных ферментов с высокой активностью, оптимальным выходом и эффективностью. Эти синтезированные ферменты призваны улучшить такие продукты, как моющие средства и молочные продукты, не содержащие лактозу, а также сделать их более рентабельными. [94]Усовершенствования 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». [95]

Разработанные системы нуклеиновых кислот [ править ]

Ученые могут кодировать цифровую информацию на одной нити синтетической ДНК . В 2012 году Джордж М. Черч закодировал одну из своих книг о синтетической биологии в ДНК. 5,3 Мб данных были более чем в 1000 раз больше, чем предыдущий самый большой объем информации, который должен был храниться в синтезированной ДНК. [96] Аналогичный проект закодированы полные сонеты из У.Шекспира в ДНК. [97] В более общем смысле, такие алгоритмы, как NUPACK, [98] ViennaRNA, [99] Калькулятор сайта связывания рибосом, [ 100] Виолончель, [101] и Калькулятор неповторяющихся частей [102] позволяет создавать новые генетические системы.

Многие технологии были разработаны для включения не встречающихся в природе нуклеотидов и аминокислот в нуклеиновые кислоты и белки как in vitro, так и in vivo . Например, в мае 2014 года исследователи объявили, что они успешно внедрили два новых искусственных нуклеотида 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. [103] [104] [105]

Исследование космоса [ править ]

Синтетическая биология вызвала интерес НАСА, поскольку она может помочь получить ресурсы для астронавтов из ограниченного набора соединений, отправленных с Земли. [106] [107] [108] На Марсе, в частности, синтетическая биология может привести к производственным процессам, основанным на местных ресурсах, что сделает ее мощным инструментом в развитии пилотируемых аванпостов с меньшей зависимостью от Земли. [106] Работа была направлена ​​на разработку сортов растений, способных справиться с суровой марсианской средой, с использованием методов, аналогичных тем, которые используются для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к определенным факторам окружающей среды. [109]

Синтетическая жизнь [ править ]

Дополнительная информация: Искусственно расширенная система генетической информации и гипотетические типы биохимии
Ген функционирует в минимальном геноме синтетического организма Syn 3 . [110]

Одной из важных тем синтетической биологии является синтетическая жизнь , которая связана с гипотетическими организмами, созданными in vitro из биомолекул и / или их химических аналогов . Эксперименты с синтетической жизнью пытаются либо исследовать происхождение жизни , изучить некоторые ее свойства, либо, что более амбициозно, воссоздать жизнь из неживых ( абиотических ) компонентов. Синтетическая биология жизни пытается создать живые организмы, способные выполнять важные функции, от производства фармацевтических препаратов до детоксикации загрязненных земель и воды. [111]В медицине это открывает перспективы использования дизайнерских биологических частей в качестве отправной точки для новых классов терапии и диагностических инструментов. [111]

Живая «искусственная клетка» была определена как полностью синтетическая клетка, которая может захватывать энергию , поддерживать ионные градиенты , содержать макромолекулы, а также хранить информацию и иметь способность мутировать . [112] Никто не смог создать такую ​​ячейку. [112]

Полностью синтетическая бактериальная хромосома была получена в 2010 году Крейгом Вентером , и его команда представила ее генетически опустошенным бактериальным клеткам-хозяевам. [25] Клетки-хозяева смогли расти и размножаться. [113] [114] Mycoplasma Laboratorium единственный живой организм с полностью сконструированного генома.

Первый живой организм с «искусственным» расширенным кодом ДНК был представлен в 2014 году; команда использовала E. coli , геном которой был извлечен и заменен хромосомой с расширенным генетическим кодом. Добавленные нуклеозиды - это d5SICS и dNaM . [105]

В мае 2019 года исследователи, предприняв знаковые усилия, сообщили о создании новой синтетической (возможно, искусственной ) формы жизнеспособной жизни , варианта бактерии Escherichia coli , путем сокращения естественного числа 64 кодонов в бактериальном геноме до 59 кодонов. вместо этого, чтобы кодировать 20 аминокислот . [31] [32]

В 2017 году было начато международное крупномасштабное исследовательское сотрудничество Build-a-Cell по созданию синтетической живой клетки [115], за которым последовали национальные организации по синтетическим клеткам в нескольких странах, включая FabriCell, [116] MaxSynBio [117] и BaSyC. [118] Европейские усилия по созданию синтетических клеток были объединены в 2019 году в рамках инициативы SynCellEU. [119]

Платформы доставки лекарств [ править ]

Разработанная платформа на основе бактерий [ править ]

Бактерии давно используются для лечения рака. Bifidobacterium и Clostridium избирательно колонизируют опухоли и уменьшают их размер. [120] 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. Для нацеливания на опухолевые клетки пептиды, которые могут специфически распознавать опухоль, были экспрессированы на поверхности бактерий. Используемые пептиды включают аффитную молекулу, которая специфически воздействует на рецептор 2 эпидермального фактора роста человека [121], и синтетический адгезин . [122]Другой способ - позволить бактериям ощущать микросреду опухоли , например гипоксию, путем создания логических ворот И в бактерии. [123] Затем бактерии высвобождают целевые терапевтические молекулы в опухоль либо посредством лизиса [124], либо через систему бактериальной секреции . [125] Лизис имеет то преимущество, что он может стимулировать иммунную систему и контролировать рост. Могут использоваться 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 - это Salmonella typhimurium , Escherichia Coli , Bifidobacteria , Streptococcus , Lactobacillus , Listeria 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 клеток [ править ]

Иммунная система играет важную роль в развитии рака и может атаковать раковые клетки. Клеточная терапия сосредоточена на иммунотерапии , в основном с помощью инженерных Т-клеток .

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

Генные переключатели были разработаны для повышения безопасности лечения. Были разработаны выключатели для прекращения терапии, если у пациента проявляются серьезные побочные эффекты. [126] Механизмы могут более точно управлять системой, останавливать и повторно активировать ее. [127] [128] Поскольку количество Т-клеток важно для продолжительности и тяжести терапии, рост Т-клеток также контролируется, чтобы снизить эффективность и безопасность терапевтических средств. [129]

Хотя несколько механизмов 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 [ править ]

Создание новой жизни и вмешательство в существующую жизнь подняли этические проблемы в области синтетической биологии и активно обсуждаются. [130] [131]

Общие этические вопросы включают:

  • Правильно ли вмешиваться в природу с моральной точки зрения?
  • Разве кто-то играет 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?
  • Кому выгодны эти нововведения? 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? [132]
  • Что, если новое творение заслуживает морального или юридического статуса?

Этические аспекты синтетической биологии имеют 3 основные особенности: биобезопасность, биозащищенность и создание новых форм жизни. [133] Другие упомянутые этические вопросы включают регулирование новых творений, управление патентами на новые творения, распределение выгод и целостность исследований. [134] [130]

Этические проблемы возникли в отношении технологий рекомбинантной ДНК и генетически модифицированных организмов (ГМО), и во многих юрисдикциях существовали обширные правила генной инженерии и исследований патогенов. 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 новых 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 ». [135]

«Сотворение» жизни [ править ]

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 большинстве исследований обеспечивается тщательное рассмотрение и контроль. [130]Многие защитники выражают огромную потенциальную ценность - среди прочего, для сельского хозяйства, медицины и академических знаний - создания искусственных форм жизни. Создание новых сущностей могло бы расширить научные знания далеко за пределы того, что в настоящее время известно из изучения природных явлений. Однако есть опасения, что искусственные формы жизни могут снизить «чистоту» природы (т.е. 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 (подобно тому, как цветут водоросли).убивают морские виды). Другая проблема связана с этичным обращением с вновь созданными сущностями, если они случайно почувствуют боль , разум и самовосприятие. Следует ли предоставить такой жизни моральные или юридические права? Если да, то как?

Биобезопасность и биосдерживание [ править ]

Что является наиболее этически приемлемым при рассмотрении мер биобезопасности? Как избежать случайного проникновения синтетической жизни в естественную среду обитания? Этим вопросам было уделено много этического внимания и критического обдумывания. Биобезопасность относится не только к биологической защите; 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, существующих средств контроля опасностей , методологий оценки рисков и правил, разработанных для традиционных генетически модифицированных организмов (ГМО), считается достаточно для синтетических организмов. «Внешняя» биоизоляция метода в лабораторных условиях включает физическое сдерживание через шкафы биологической безопасности и перчаточные камеры , а также средства индивидуальной защиты . В контексте сельского хозяйства они включают изоляционные расстояния и барьеры для пыльцы , аналогичные методам биосдерживания 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 бесконтактной среде или предотвращают горизонтальную передачу генов естественным организмам. Примеры внутреннего биологического сдерживания включают ауксотрофию , переключатели биологического уничтожения , неспособность организма реплицировать или передавать модифицированные или синтетические гены потомству, а также использование ксенобиологических организмов с использованием альтернативной биохимии, например с использованием искусственных ксенонуклеиновых кислот (XNA) вместо ДНК. . [136] [137] Что касается ауксотрофии, бактерии и дрожжи могут быть сконструированы так, чтобы не вырабатывать гистидин., важная для всей жизни аминокислота. 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 [ править ]

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 созданиями и какие этические меры могут быть использованы для сдерживания гнусных биосинтетических технологий. Однако, за исключением регулирующих компаний в области синтетической биологии и биотехнологии, [138] [139] , эти вопросы не считаются новыми, потому что они были подняты во время более ранних дебатов о рекомбинантной ДНК и генетически модифицированных организмах (ГМО) и обширных нормативов генной инженерииисследования патогенов уже проводятся во многих юрисдикциях. [140]

Европейский Союз [ править ]

Финансируемый Европейским союзом проект SYNBIOSAFE [141] опубликовал 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. [142] [143] Ключевые проблемы безопасности, выявленные SYNBIOSAFE, касались привлечения компаний, продающих синтетическую ДНК, и сообщества биологов-любителей, занимающихся биохакингом . Ключевые этические вопросы касались создания новых форм жизни.

Последующий отчет был посвящен биобезопасности, особенно так называемой проблеме двойного использования . Например, хотя синтетическая биология может привести к более эффективному производству медицинских препаратов, она также может привести к синтезу или модификации вредных патогенов (например, оспы ). [144] 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. [145]

COSY, еще одна европейская инициатива, ориентирована на общественное восприятие и коммуникацию. [146] [147] [148] Чтобы лучше довести синтетическую биологию и ее социальные разветвления до широкой публики, COSY и SYNBIOSAFE опубликовали в октябре 2009 года 38-минутный документальный фильм SYNBIOSAFE . [149]

Международная ассоциация синтетической биологии предложила саморегуляцию. [150] 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 разработки эффективной системы надзора за индустрией синтеза ДНК». [138]

Соединенные Штаты [ править ]

В январе 2009 года Слоун Фонд финансировал Центр Вудро Вильсона , в Hastings Center , и J. Крейг Вентер институт для изучения общественного восприятия, этики и последствия политики синтетической биологии. [151]

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». [152]

После публикации первого синтетического генома и сопутствующего освещения в СМИ создаваемой «жизни» президент Барак Обама учредил Президентскую комиссию по изучению вопросов биоэтики для изучения синтетической биологии. [153] Комиссия провела серию заседаний и в декабре 2010 г. 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 » [154].Он отметил, что синтетическая биология - это новая 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. [140]

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». [155] Этих проблем безопасности можно избежать, регулируя отраслевое использование биотехнологии с помощью политического законодательства. Федеральные руководящие принципы генетических манипуляций 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". [155]

Оппозиция [ править ]

13 марта 2012 года более 100 экологических групп и групп гражданского общества, включая « Друзья Земли» , Международный центр оценки технологий и ETC Group, выпустили 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 установлены более строгие правила и строгие меры биобезопасности. Группы специально призывают к полному запрету на использование синтетической биологии в геноме человека или микробиоме человека . [156] [157] Ричард Левонтиннаписали, что некоторые принципы безопасности для надзора, обсуждаемые в Принципах надзора за синтетической биологией , разумны, но основная проблема с рекомендациями в манифесте заключается в том, что «общественность в целом неспособна обеспечить выполнение какой-либо значимой реализации этих принципов. рекомендации ». [158]

Здоровье и безопасность [ править ]

Основная статья: Опасности синтетической биологии

Опасности синтетической биологии включают опасности биобезопасности для рабочих и населения, опасности биозащищенности, возникающие в результате преднамеренной конструирования организмов с целью причинения вреда, а также 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. [159] [136] Что касается биобезопасности, есть опасения, что синтетические или переработанные организмы теоретически могут быть использованы для биотерроризма . Потенциальные риски включают воссоздание известных патогенов с нуля, создание более опасных существующих патогенов и создание микробов для производства вредных биохимических веществ. [160] Наконец, экологические опасности включают неблагоприятное воздействие на биоразнообразие и экосистемные услуги , включая потенциальные изменения в землепользовании в результате сельскохозяйственного использования синтетических организмов. [161] [162]

Существующие системы анализа риска для ГМО обычно считаются достаточными для синтетических организмов, хотя могут возникнуть трудности для организма, построенного «снизу вверх» из отдельных генетических последовательностей. [137] [163] 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. [164] [165]

См. Также [ править ]

  • ACS Synthetic Biology (журнал)
  • Биоинженерия
  • Биомимикрия
  • Кривая Карлсона
  • Концепция хиральной жизни
  • Вычислительная биология
  • Вычислительное биомоделирование
  • Хранение цифровых данных ДНК
  • Инженерная биология
  • Международная генно-инженерная машина
  • Неклеточная жизнь
  • Открытая синтетическая биология
  • Регенеративная медицина
  • Синтетический интеллект
  • Синтетическая морфология
  • Синтетическая вирусология
  • Системная и синтетическая биология (журнал)
  • Тканевая инженерия
  • Ксенобиология

Ссылки [ править ]

  1. ^ Bueso, FY; Тангни, М. (2017). «Синтетическая биология в двигателе биоэкономики». Тенденции в биотехнологии . 35 (5): 373–378. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2017.02.002 . PMID  28249675 .
  2. ^ Хантер, D (2013). «Как возражать против радикально новых технологий на основе справедливости: случай синтетической биологии». Биоэтика . 27 (8): 426–434. DOI : 10.1111 / bioe.12049 . PMID 24010854 . 
  3. Перейти ↑ Gutmann, A (2011). «Этика синтетической биологии: руководящие принципы для новых технологий». Отчет Центра Гастингса . 41 (4): 17–22. DOI : 10.1002 / j.1552-146x.2011.tb00118.x . PMID 21845917 . S2CID 20662786 .  
  4. Перейти ↑ Nakano T, Eckford AW, Haraguchi T (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. ^ Schwille P (сентябрь 2011). «Синтетическая биология снизу вверх: инженерия в мире мастеров». Наука . 333 (6047): 1252–4. Bibcode : 2011Sci ... 333.1252S . DOI : 10.1126 / science.1211701 . PMID 21885774 . S2CID 43354332 .  
  7. ^ Noireaux V, Libchaber A (декабрь 2004). «Биореактор везикул как шаг к сборке искусственных клеток» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (51): 17669–74. Bibcode : 2004PNAS..10117669N . DOI : 10.1073 / pnas.0408236101 . PMC 539773 . PMID 15591347 .  
  8. ^ Hodgman CE, Джьюетт MC (май 2012). «Бесклеточная синтетическая биология: мышление вне клетки» . Метаболическая инженерия . 14 (3): 261–9. DOI : 10.1016 / j.ymben.2011.09.002 . PMC 3322310 . PMID 21946161 .  
  9. ^ Elani Y, закон RV, Ces O (июнь 2015). «Синтез белка в искусственных клетках: использование компартментализации для пространственной организации в биореакторах везикул» . Физическая химия Химическая физика . 17 (24): 15534–7. Bibcode : 2015PCCP ... 1715534E . DOI : 10.1039 / C4CP05933F . PMID 25932977 . 
  10. ^ Elani Y, Trantidou T, Уайли D, L Dekker, Polizzi K, закон RV, Ces O (март 2018). «Создание искусственных клеток на основе везикул со встроенными живыми клетками в виде органеллоподобных модулей» . Научные отчеты . 8 (1): 4564. Bibcode : 2018NatSR ... 8.4564E . DOI : 10.1038 / s41598-018-22263-3 . PMC 5852042 . PMID 29540757 .  
  11. ^ Лентини R, Мартин Нью - Йорк, Форлин М, Бельмонте л, Фонтан Дж, Корнелие М, Martini л, Tamburini S, Bentley Мы, Jousson О, манси СС (февраль 2017 г.). «Двусторонняя химическая связь между искусственными и естественными клетками» . АСУ Центральная Наука . 3 (2): 117–123. DOI : 10.1021 / acscentsci.6b00330 . PMC 5324081 . PMID 28280778 .  
  12. ^ Théorie физико-chimique де ля ви и др ПОКОЛЕНИЙ spontanées, S. Leduc, 1910
  13. ^ Leduc S (1912). Пойнат А (ред.). La biologie synthétique, étude de biophysique .
  14. ^ Джейкоб, F.ß. И Моно Дж. О регуляции активности генов. Харб Холодного источника. Symp. Quant. Биол. 26, 193–211 (1961).
  15. Перейти ↑ Cohen SN, Chang AC, Boyer HW, Helling RB (1973). «Конструирование биологически функциональных бактериальных плазмид in vitro» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 70 (11): 3240–3244. Bibcode : 1973PNAS ... 70.3240C . DOI : 10.1073 / pnas.70.11.3240 . PMC 427208 . PMID 4594039 .  
  16. ^ Szybalski W, Скалка A (ноябрь 1978). «Нобелевские премии и рестрикционные ферменты». Джин . 4 (3): 181–2. DOI : 10.1016 / 0378-1119 (78) 90016-1 . PMID 744485 . 
  17. ^ Сайки Р.К., Гельфанд DH, Штоффель S, Scharf SJ, Хигути R, Хорн GT, Маллис КБ, Эрлиха HA (1988). «Праймер-направленная ферментативная амплификация ДНК с термостабильной ДНК-полимеразой». Наука . 239 (4839): 487–491. DOI : 10.1126 / science.239.4839.487 . PMID 2448875 . 
  18. ^ a b Elowitz MB, Leibler S (январь 2000 г.). «Синтетическая колебательная сеть регуляторов транскрипции». Природа . 403 (6767): 335–8. Bibcode : 2000Natur.403..335E . DOI : 10.1038 / 35002125 . PMID 10659856 . S2CID 41632754 .  
  19. ^ a b Гарднер TS, Кантор CR, Коллинз JJ (январь 2000 г.). «Конструирование генетического переключателя при кишечной палочке». Природа . 403 (6767): 339–42. Bibcode : 2000Natur.403..339G . DOI : 10.1038 / 35002131 . PMID 10659857 . S2CID 345059 .  
  20. Перейти ↑ Knight T (2003). "Том Найт (2003). Дизайн идемпотентных векторов для стандартной сборки биокирпичей". ЛВП : 1721,1 / 21168 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  21. ^ Мартин, VJ, Pitera, DJ, Withers, ST, Newman, JD и Keasling, JD Разработка мевалонатного пути в Escherichia coli для производства терпеноидов. Nature Biotech. 21. С. 796–802 (2003).
  22. ^ Левская, А .; и другие. (2005). « « Синтетическая биология », разработавшая кишечную палочку, чтобы увидеть свет». Природа . 438 (7067): 441–442. Bibcode : 2005Natur.438..441L . DOI : 10,1038 / природа04405 . PMID 16306980 . S2CID 4428475 .  
  23. ^ Basu, S., Gerchman, Y., Collins, CH, Arnold, FH & Weiss, R. "Синтетическая многоклеточная система для запрограммированного формирования паттернов. Nature 434,
  24. ^ Андерсон, JC; Кларк, EJ; Аркин, А.П .; Войт, Калифорния (2006). «Экологически контролируемое вторжение в раковые клетки сконструированных бактерий». J. Mol. Биол . 355 (4): 619–627. DOI : 10.1016 / j.jmb.2005.10.076 . PMID 16330045 . 
  25. ^ a b Гибсон Д.Г., Гласс Д.И., Лартиг К., 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. C, Денисова Е.А., Янг Л., Ци З.К., Сегалл-Шапиро Т.Х., Калви СН, Пармар П.П., Хатчисон, Калифорния, Смит Х.о., Вентер Дж. «Создание бактериальной клетки, контролируемой химически синтезированным геномом» . Наука . 329 (5987): 52–6. Bibcode : 2010Sci ... 329 ... 52G . DOI : 10.1126 / science.1190719 . PMID 20488990 . 
  26. ^ «Американский ученый, создавший искусственную жизнь, отрицает« игру в Бога » » . Телеграф . Май 2010 г.
  27. ^ Даймонд, JS; и другие. (2011). «Синтетические хромосомные ветви функционируют в дрожжах и создают фенотипическое разнообразие благодаря дизайну» . Природа . 477 (7365): 816–821. Bibcode : 2011Natur.477..471D . DOI : 10,1038 / природа10403 . PMC 3774833 . PMID 21918511 .  
  28. ^ Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Шарпантье E (2012). «Программируемая двойная РНК-управляемая ДНК-эндонуклеаза в адаптивном бактериальном иммунитете» . Наука . 337 (6096): 816–821. Bibcode : 2012Sci ... 337..816J . DOI : 10.1126 / science.1225829 . PMC 6286148 . PMID 22745249 .  
  29. ^ ETH Zurich (1 апреля 2019 г.). «Первый бактериальный геном, полностью созданный с помощью компьютера» . EurekAlert! . Проверено 2 апреля 2019 .
  30. ^ Venetz, Джонатан Э .; и другие. (1 апреля 2019 г.). «Переписывание бактериального генома химическим синтезом для достижения гибкости дизайна и биологической функциональности» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (16): 8070–8079. DOI : 10.1073 / pnas.1818259116 . PMC 6475421 . PMID 30936302 .  
  31. ^ a b 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 . Дата обращения 16 мая 2019 .
  32. ^ a b Фреденс, Юлиус; и другие. (15 мая 2019 г.). «Полный синтез Escherichia coli с перекодированным геномом» . Природа . 569 (7757): 514–518. Bibcode : 2019Natur.569..514F . DOI : 10.1038 / s41586-019-1192-5 . PMC 7039709 . PMID 31092918 .  
  33. ^ Цзэн, Цзе (Bangzhe). «О концепции системной биоинженерии». Совместная работа с трансгенными животными, июнь 1994 г., КАС, КНР . 6 .
  34. ↑ Chopra, Paras; Ахил Камма. «Инженерная жизнь через синтетическую биологию». В биологии Silico . 6 .
  35. ^ Ченнон К., Бромли Э., Вулфсон Д. Н. (август 2008 г.). «Синтетическая биология через биомолекулярный дизайн и инженерию». Текущее мнение в структурной биологии . 18 (4): 491–8. DOI : 10.1016 / j.sbi.2008.06.006 . PMID 18644449 . 
  36. ↑ Duran-Nebreda, Salva; Пла, Хорди; Видиелла, Блай; Пиньеро, Хорди; Конде-Пуэйо, Нурия; Соле, Рикар (2021-01-15). «Синтетическое латеральное ингибирование в периодических образцах микробных колоний» . Синтетическая биология ACS : acssynbio.0c00318. DOI : 10.1021 / acssynbio.0c00318 . ISSN 2161-5063 . 
  37. Перейти ↑ Stone, M (2006). «Жизнь, измененная для удовлетворения потребностей инженерной толпы» (PDF) . Микроб . 1 (12): 566–570. S2CID 7171812 .  
  38. ^ Baker D, церковь G, J Collins, Endy D, J Jacobson, Кислинг J, Modrich P, Smolke C, Вайс R (июнь 2006). «Инженерная жизнь: строительство фабрики по биологии». Scientific American . 294 (6): 44–51. Bibcode : 2006SciAm.294f..44B . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0606-44 . PMID 16711359 . 
  39. ^ Kosuri S, церковь GM (май 2014). «Масштабный синтез ДНК de novo: технологии и приложения» . Методы природы . 11 (5): 499–507. DOI : 10.1038 / nmeth.2918 . PMC 7098426 . PMID 24781323 .  
  40. ^ Порча KJ, Колыхал А.А., Райс CM (декабрь 2000). «Эффективное инициирование репликации РНК HCV в культуре клеток». Наука . 290 (5498): 1972–4. Bibcode : 2000Sci ... 290.1972B . DOI : 10.1126 / science.290.5498.1972 . PMID 11110665 . 
  41. ^ Couzin J (июль 2002). «Вирусология. Активный полиовирус, запеченный с нуля» . Наука . 297 (5579): 174–5. DOI : 10.1126 / science.297.5579.174b . PMID 12114601 . S2CID 83531627 .  
  42. ^ Smith HO, Hutchison CA, Pfannkoch C, Вентер JC (декабрь 2003). «Создание синтетического генома путем сборки всего генома: бактериофаг phiX174 из синтетических олигонуклеотидов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (26): 15440–5. Bibcode : 2003PNAS..10015440S . DOI : 10.1073 / pnas.2237126100 . PMC 307586 . PMID 14657399 .  
  43. ↑ Уэйд, Николас (29.06.2007). «Ученые трансплантируют геном бактерий» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 28 декабря 2007 . 
  44. ^ Гибсон Д.Г., Бендерс Г.А., Эндрюс-Пфаннкох С., Денисова Е.А., Баден-Тилсон Х., Завери Дж., Стоквелл ТБ, Браунли А., Томас Д.В., Альгир М.А., Мерриман К. Hutchison CA, Smith HO (февраль 2008 г.). «Полный химический синтез, сборка и клонирование генома Mycoplasma genitalium» . Наука . 319 (5867): 1215–20. Bibcode : 2008Sci ... 319.1215G . DOI : 10.1126 / science.1151721 . PMID 18218864 . S2CID 8190996 .  
  45. ^ Болл, Филипп (2016). «Сделано человеком: история синтетической жизни» . Дистилляции . 2 (1): 15–23 . Проверено 22 марта 2018 .
  46. ^ Поллак, Эндрю (2007-09-12). «Как вам ваши гены? Биофабрики принимают заказы» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 28 декабря 2007 . 
  47. ^ "Синтетические биологические проекты" . arep.med.harvard.edu . Проверено 17 февраля 2018 .
  48. ↑ Forster AC, Church GM (22 августа 2006 г.). «К синтезу минимальной клетки» . Молекулярная системная биология . 2 (1): 45. DOI : 10.1038 / msb4100090 . PMC 1681520 . PMID 16924266 .  
  49. ^ a b Басульто, Доминик (4 ноября 2015 г.). «Все, что вам нужно знать о том, почему CRISPR - такая популярная технология» . Вашингтон Пост . Дата обращения 5 декабря 2015 .
  50. ↑ Кан, Дженнифер (9 ноября 2015 г.). "The Crispr Quandary" . Нью-Йорк Таймс . Дата обращения 5 декабря 2015 .
  51. ^ Ледфорд Хейди (3 июня 2015). «CRISPR, разрушитель» . Природа . Новости природы. 522 (7554): 20–4. Bibcode : 2015Natur.522 ... 20L . DOI : 10.1038 / 522020a . PMID 26040877 . Дата обращения 5 декабря 2015 . 
  52. Рианна Хиггинботэм, Стейси (4 декабря 2015 г.). «Лучшие венчурные инвесторы говорят, что редактирование генов опаснее, чем искусственный интеллект» . Удача . Дата обращения 5 декабря 2015 .
  53. ^ Ролли; и другие. (2012). «Проектирование биологических систем: системная инженерия встречает синтетическую биологию». Химическая инженерия . 69 (1): 1-29. DOI : 10.1016 / j.ces.2011.10.068 .
  54. ^ Elani Y (июнь 2016). «Создание мембраносвязанных искусственных клеток с использованием микрофлюидики: новый рубеж в восходящей синтетической биологии» . Труды биохимического общества . 44 (3): 723–30. DOI : 10.1042 / BST20160052 . PMC 4900754 . PMID 27284034 .  
  55. ^ Гах PC, Иваи K, Ким PW, Хиллсон NJ, Singh AK (октябрь 2017). «Капельная микрофлюидика для синтетической биологии» . Лаборатория на чипе . 17 (20): 3388–3400. DOI : 10.1039 / C7LC00576H . ОСТИ 1421856 . PMID 28820204 .  
  56. ^ Vinuselvi Р, Парк S, Ким М, Парк Дж, Ким Т, Ли СК (2011-06-03). «Микрожидкостные технологии для синтетической биологии» . Международный журнал молекулярных наук . 12 (6): 3576–93. DOI : 10.3390 / ijms12063576 . PMC 3131579 . PMID 21747695 .  
  57. ^ a b Freemont PS, Китни RI (2012). Синтетическая биология - Учебник . World Scientific. DOI : 10,1142 / p837 . ISBN 978-1-84816-863-3.
  58. Перейти ↑ Knight T (2003). "Том Найт (2003). Дизайн идемпотентных векторов для стандартной сборки биокирпичей". ЛВП : 1721,1 / 21168 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  59. ^ Woolfson Д.Н., Bartlett GJ, Bruning M, Thomson AR (август 2012). «Новая валюта для старого каната: от бухт до α-спиральных бочек». Текущее мнение в структурной биологии . 22 (4): 432–41. DOI : 10.1016 / j.sbi.2012.03.002 . PMID 22445228 . 
  60. ^ Dueber JE, Wu GC, Malmirchegini GR, Луна TS, Петцольд CJ, Ullal А.В., Prather KL, Кислинг JD (август 2009). «Синтетические белковые каркасы обеспечивают модульный контроль над метаболическим потоком». Природа Биотехнологии . 27 (8): 753–9. DOI : 10.1038 / nbt.1557 . PMID 19648908 . S2CID 2756476 .  
  61. ^ Реддингтон SC, Хоуарт M (декабрь 2015). «Секреты ковалентного взаимодействия для биоматериалов и биотехнологий: SpyTag и SpyCatcher» . Текущее мнение в химической биологии . 29 : 94–9. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2015.10.002 . PMID 26517567 . 
  62. ^ Бейль JH, Grimley JS, Stankunas K, Gestwicki JE, беспалочковой TJ, Кребтри GR (январь 2006). «Аналоги рапамицина с дифференциальной специфичностью связывания позволяют ортогонально контролировать активность белка» . Химия и биология . 13 (1): 99–107. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2005.10.017 . PMID 16426976 . 
  63. ^ Altszyler E, Вентура A, Колман-Лернера A, Черноморец A (октябрь 2014). «Влияние ограничений восходящего и нисходящего потоков на сверхчувствительность сигнального модуля» . Физическая биология . 11 (6): 066003. Bibcode : 2014PhBio..11f6003A . DOI : 10.1088 / 1478-3975 / 11/6/066003 . PMC 4233326 . PMID 25313165 .  
  64. ^ Altszyler E, Вентура AC, Колман-Лернера A, Черноморец A (2017). «Пересмотр сверхчувствительности в сигнальных каскадах: увязка локальных и глобальных оценок сверхчувствительности» . PLOS ONE . 12 (6): e0180083. arXiv : 1608.08007 . Bibcode : 2017PLoSO..1280083A . DOI : 10.1371 / journal.pone.0180083 . PMC 5491127 . PMID 28662096 .  
  65. ↑ Карбонелл-Баллестеро М, Дюран-Небреда С., Монтаньес Р., Соле Р., Масия Дж., Родригес-Касо С. (декабрь 2014 г.). «Восходящая характеристика передаточных функций для синтетических биологических проектов: уроки энзимологии» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (22): 14060–14069. DOI : 10.1093 / NAR / gku964 . PMC 4267673 . PMID 25404136 .  
  66. ^ Kaznessis YN (ноябрь 2007). «Модели для синтетической биологии» . BMC Systems Biology . 1 (1): 47. DOI : 10,1186 / 1752-0509-1-47 . PMC 2194732 . PMID 17986347 .  
  67. ^ Tuza З.А., Сингал 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 решениям и контролю . DOI : 10.1109 / CDC.2013.6760079 .
  68. ^ а б Халил А.С., Лу Т.К., Башор С.Дж., Рамирес С.Л., Пайенсон, Северная Каролина, Джунг Дж. К., Коллинз Дж. Дж. (август 2012 г.) «Основа синтетической биологии для программирования функций транскрипции эукариот» . Cell . 150 (3): 647–58. DOI : 10.1016 / j.cell.2012.05.045 . PMC 3653585 . PMID 22863014 .  
  69. Перейти ↑ Singh V (декабрь 2014 г.). «Последние достижения и возможности в разработке синтетических логических вентилей в живых клетках» . Системная и синтетическая биология . 8 (4): 271–82. DOI : 10.1007 / s11693-014-9154-6 . PMC 4571725 . PMID 26396651 .  
  70. Перейти ↑ Purcell O, Lu TK (октябрь 2014 г.). «Синтетические аналоговые и цифровые схемы для сотовых вычислений и памяти» . Текущее мнение в области биотехнологии . Клеточная и дорожная инженерия. 29 : 146–55. DOI : 10.1016 / j.copbio.2014.04.009 . PMC 4237220 . PMID 24794536 .  
  71. ^ Daniel R, Рубенс JR, Sarpeshkar R, Lu TK (май 2013). «Синтетические аналоговые вычисления в живых клетках». Природа . 497 (7451): 619–23. Bibcode : 2013Natur.497..619D . DOI : 10,1038 / природа12148 . PMID 23676681 . S2CID 4358570 .  
  72. ^ Rinaudo K, L Bleris, Maddamsetti R, S Субраманян Вайс R, Benenson Y (июль 2007). «Универсальный логический вычислитель на основе РНКи, работающий в клетках млекопитающих». Природа Биотехнологии . 25 (7): 795–801. DOI : 10.1038 / nbt1307 . PMID 17515909 . S2CID 280451 .  
  73. ↑ Xie Z, Wroblewska L, Prochazka L, Weiss R, Benenson Y (сентябрь 2011 г.). «Логическая схема на основе РНКи с множеством входов для идентификации конкретных раковых клеток» . Наука . 333 (6047): 1307–11. Bibcode : 2011Sci ... 333.1307X . DOI : 10.1126 / science.1205527 . PMID 21885784 . S2CID 13743291 .  
  74. ^ Нильсен А.А., Дер Б.С., Шин - J, Vaidyanathan Р, Paralanov В, Strychalski Е.А., Росс Д, Денсмор Д, Воигт СА (апрель 2016). «Автоматизация проектирования генетических схем» . Наука . 352 (6281): aac7341. DOI : 10.1126 / science.aac7341 . PMID 27034378 . 
  75. ↑ Weinberg BH, Pham NT, Caraballo LD, Lozanoski T, Engel A, Bhatia S, Wong WW (май 2017 г.). «Крупномасштабное проектирование надежных генетических схем с множеством входов и выходов для клеток млекопитающих» . Природа Биотехнологии . 35 (5): 453–462. DOI : 10.1038 / nbt.3805 . PMC 5423837 . PMID 28346402 .  
  76. ↑ 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. DOI : 10.1152 / ajpheart.00337.2011 . PMC 3191083 . PMID 21666118 .  
  77. Перейти ↑ 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. DOI : 10.3390 / s110100180 . PMC 3274065 . PMID 22346573 .  
  78. ^ Гиббс WW (1997). «Зверюшки на чипе» . Scientific American . Проверено 2 марта 2009 года .
  79. ^ 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. DOI : 10.1038 / nbt.3791 . ISSN 1087-0156 . PMID 28398330 . S2CID 3645230 .   
  80. ^ Данино Т, Prindle А, Квонг Г.А., Skalak М, Ли Н, Аллен К, Хасти Дж, Бхатья С.Н. (май 2015 г.). «Программируемые пробиотики для обнаружения рака в моче» . Трансляционная медицина науки . 7 (289): 289ra84. DOI : 10.1126 / scitranslmed.aaa3519 . PMC 4511399 . PMID 26019220 .  
  81. ^ Вестфол PJ, Питер ди - джей, Ленихэн JR, Eng D, Вулард FX, Regentin R, Хорнинг Т, Цурут Н, Мелис ди - джей, Оуэнс А, Fickes S, дьола D, Бенджамин КР, Кислинг JD, Ливеллы MD, МакЙ ди - джей, Реннингер Н.С., Ньюман Дж. Д., Паддон С. Дж. (Январь 2012 г.). «Производство аморфадиена в дрожжах и его превращение в дигидроартемизиновую кислоту, предшественник противомалярийного агента артемизинина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (3): E111–8. Bibcode : 2012PNAS..109E.111W . DOI : 10.1073 / pnas.1110740109 . PMC 3271868 . PMID 22247290 .  
  82. ↑ Коннор, Стив (28 марта 2014 г.). «Эврика! Ученые совершают гигантский скачок к синтетической жизни» . Независимый . Проверено 6 августа 2015 .
  83. ^ Нгуен PQ, Botyanszki Z, Tay PK, Joshi NS (сентябрь 2014). «Программируемые материалы на основе биопленок из искусственных крученых нановолокон» . Nature Communications . 5 : 4945. Bibcode : 2014NatCo ... 5.4945N . DOI : 10.1038 / ncomms5945 . PMID 25229329 . 
  84. ^ Кульман В, Dantas G, Айртон ГХ, Varani G, Стоддард Б.Л., Бейкер D (ноябрь 2003 г.). «Дизайн новой глобулярной белковой складки с точностью до атомного уровня» . Наука . 302 (5649): 1364–8. Bibcode : 2003Sci ... 302.1364K . DOI : 10.1126 / science.1089427 . PMID 14631033 . S2CID 1939390 .  
  85. ^ Koder RL, Anderson JL, Соломон Л. Редди К.С., Moser CC, Даттон PL (март 2009). «Дизайн и разработка белка транспорта O (2)» . Природа . 458 (7236): 305–9. Bibcode : 2009Natur.458..305K . DOI : 10,1038 / природа07841 . PMC 3539743 . PMID 19295603 .  
  86. ^ Фарид Т.А., Кодали G, Соломон Л.А., Лихтенштейн Б.Р., Шихан М.М., Фрай Б.А., Биалас К., Эннист Н.М., Седлецкий Ю.А., Чжао З., Стец М.А., Валентин К.Г., Андерсон Д.Л., Ванд А.Дж., Дишер Б.М., Мозер С.К., Даттон PL (декабрь 2013 г.). «Элементарный дизайн тетрахлического белка для различных функций оксидоредуктазы» . Природа Химическая биология . 9 (12): 826–833. DOI : 10.1038 / nchembio.1362 . PMC 4034760 . PMID 24121554 .  
  87. ^ Ван, MS; Hecht, MH (2020). «Полностью De Novo АТФаза от комбинаторного дизайна белка». Журнал Американского химического общества . 142 (36): 15230–15234. DOI : 10.1021 / jacs.0c02954 . ISSN 0002-7863 . PMID 32833456 .  
  88. ^ Armbruster BN, Ли X, Pausch MH, Herlitze S, Roth BL (март 2007). «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 : 2007PNAS..104.5163A . DOI : 10.1073 / pnas.0700293104 . PMC 1829280 . PMID 17360345 .  
  89. ^ Мак В.С., Тран С., Марчески Р., Бертолани С., Томпсон Дж., Бейкер Д., Ляо Дж. С., Сигел Дж. Б. (ноябрь 2015 г.). «Интегративный анализ генома для функции фермента, чтобы сделать возможной разработку неприродного пути биосинтеза» . Nature Communications . 6 : 10005. Bibcode : 2015NatCo ... 610005M . DOI : 10.1038 / ncomms10005 . PMC 4673503 . PMID 26598135 .  
  90. Перейти ↑ Wang Q, Parrish AR, Wang L (март 2009). «Расширение генетического кода для биологических исследований» . Химия и биология . 16 (3): 323–36. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2009.03.001 . PMC 2696486 . PMID 19318213 .  
  91. ^ Дэвидсон, АР; Поясница, кДж; Зауэр, RT (1995). «Кооперативно свернутые белки в библиотеках случайных последовательностей». Структурная биология природы . 2 (10): 856–864. DOI : 10.1038 / nsb1095-856 . PMID 7552709 . S2CID 31781262 .  
  92. ^ Kamtekar S, Шиффер JM, Сюн H, Babik JM, Хехт MH (декабрь 1993). «Дизайн белка с помощью бинарного паттерна полярных и неполярных аминокислот». Наука . 262 (5140): 1680–5. Bibcode : 1993Sci ... 262.1680K . DOI : 10.1126 / science.8259512 . PMID 8259512 . 
  93. ^ Вальтер KU, Vamvaca K, Hilvert D (ноябрь 2005). «Активный фермент, построенный на основе алфавита из 9 аминокислот» . Журнал биологической химии . 280 (45): 37742–6. DOI : 10.1074 / jbc.M507210200 . PMID 16144843 . 
  94. ^ «Приложения синтетической биологии» . www.thermofisher.com . Проверено 12 ноября 2015 .
  95. Перейти ↑ Liu Y, Shin HD, Li J, Liu L (февраль 2015). «К метаболической инженерии в контексте системной биологии и синтетической биологии: достижения и перспективы». Прикладная микробиология и биотехнология . 99 (3): 1109–18. DOI : 10.1007 / s00253-014-6298-у . PMID 25547833 . S2CID 954858 .  
  96. ^ Церковь GM, Гао Y, Kosuri S (сентябрь 2012). «Хранение цифровой информации нового поколения в ДНК» . Наука . 337 (6102): 1628. Bibcode : 2012Sci ... 337.1628C . DOI : 10.1126 / science.1226355 . PMID 22903519 . S2CID 934617 .  
  97. ^ «Огромные объемы данных могут храниться в ДНК» . Sky News. 23 января 2013 г. Архивировано из оригинала на 2016-05-31 . Проверено 24 января 2013 года .
  98. ^ Заде, Джозеф Н .; 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. DOI : 10.1002 / jcc.21596 . PMID 20645303 . S2CID 33709556 .  
  99. ^ 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. DOI : 10,1186 / 1748-7188-6-26 . ISSN 1748-7188 . PMC 3319429 . PMID 22115189 .   
  100. ^ Салис, Говард М .; Мирский, Итан А .; Фойгт, Кристофер А. (октябрь 2009 г.). «Автоматизированный дизайн синтетических сайтов связывания рибосом для контроля экспрессии белка» . Природа Биотехнологии . 27 (10): 946–950. DOI : 10.1038 / nbt.1568 . ISSN 1546-1696 . PMC 2782888 . PMID 19801975 .   
  101. ^ Нильсен, AAK; Der, BS; Shin, J .; Vaidyanathan, P .; Параланов, В .; Стрычальский Е.А.; Росс, Д .; Densmore, D .; Войт, Калифорния (01.04.2016). «Автоматизация проектирования генетических схем» . Наука . 352 (6281): aac7341. DOI : 10.1126 / science.aac7341 . ISSN 0036-8075 . PMID 27034378 .  
  102. ^ Хоссейн, Аян; Лопес, Эриберто; Хальпер, Шон М .; Cetnar, Daniel P .; Рейс, Александр С .; Стрикленд, Девин; Клавинс, Эрик; Салис, Ховард М. (13.07.2020). «Автоматизированное проектирование тысяч неповторяющихся частей для разработки стабильных генетических систем» . Природа Биотехнологии . 38 (12): 1466–1475. DOI : 10.1038 / s41587-020-0584-2 . ISSN 1546-1696 . PMID 32661437 . S2CID 220506228 .   
  103. ↑ Поллак, Эндрю (7 мая 2014 г.). «Исследователи сообщают о прорыве в создании искусственного генетического кода» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 7 мая 2014 года .
  104. Перейти ↑ Callaway, Ewen (7 мая 2014 г.). «Первая жизнь с« чужеродной »ДНК» . Природа . DOI : 10.1038 / nature.2014.15179 . S2CID 86967999 . Проверено 7 мая 2014 года . 
  105. ^ a b 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 : 2014Natur.509..385M . DOI : 10,1038 / природа13314 . PMC 4058825 . PMID 24805238 .  
  106. ^ a b 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 оценки науки и технологий. 45 . С. 73–100. DOI : 10.1007 / 978-3-319-21088-9_4 . ISBN 978-3-319-21087-2.
  107. ^ Menezes, A; Cumbers, Дж; Хоган, Дж; Аркин, А (2014). «К синтетическим биологическим подходам к использованию ресурсов в космических полетах» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 12 (102): 20140715. DOI : 10.1098 / rsif.2014.0715 . PMC 4277073 . PMID 25376875 .  
  108. ^ Монтегю М., МакАртур Г. Х., Кокелл К. 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 . DOI : 10.1089 / ast.2012.0829 . PMID 23140229 . 
  109. ^ GSFC, Билл Штайгервальд. «НАСА - Конструктор растений на Марсе» . www.nasa.gov . Проверено 29 мая 2020 .
  110. ↑ Hutchison CA, Chuang RY, Noskov VN, Assad-Garcia N, Deerinck TJ, Ellisman MH, Gill J, Kannan K, Karas BJ, Ma L, Pelletier JF, Qi ZQ, Richter RA, Strychalski EA, Sun L, Suzuki Y , 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 : 2016Sci ... 351 ..... H . DOI : 10.1126 / science.aad6253 . PMID 27013737 . 
  111. ^ a b Коннор, Стив (1 декабря 2014 г.). «Крупный прорыв в области синтетической жизни, поскольку ученые создают первые искусственные ферменты» . Независимый . Лондон . Проверено 6 августа 2015 .
  112. ^ a b Deamer D (июль 2005 г.). «Гигантский шаг к искусственной жизни?». Тенденции в биотехнологии . 23 (7): 336–8. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2005.05.008 . PMID 15935500 . 
  113. ^ «Ученые достигают вехи на пути к искусственной жизни» . 2010-05-20 . Проверено 9 июня 2010 .
  114. ^ Вентер, JC. «От конструирования жизни к продлению здоровой жизни» . YouTube . Телевидение Калифорнийского университета (UCTV) . Проверено 1 февраля 2017 года .
  115. ^ "Построй-клетку" . Дата обращения 4 декабря 2019 .
  116. ^ "FabriCell" . Дата обращения 8 декабря 2019 .
  117. ^ «MaxSynBio - Исследовательская сеть Макса Планка в синтетической биологии» . Дата обращения 8 декабря 2019 .
  118. ^ "BaSyC" . Дата обращения 8 декабря 2019 .
  119. ^ "SynCell EU" . Дата обращения 8 декабря 2019 .
  120. Перейти ↑ Zu C, Wang J (август 2014). «Бактерии, колонизирующие опухоль: потенциальная терапия, направленная на опухоль». Критические обзоры в микробиологии . 40 (3): 225–35. DOI : 10.3109 / 1040841X.2013.776511 . PMID 23964706 . S2CID 26498221 .  
  121. ^ Gujrati V, Ким S, Kim SH, Min JJ, Чой HE, Ким SC, Jon S (февраль 2014). «Биоинженерные бактериальные везикулы наружной мембраны как клеточно-специфические средства доставки лекарств для лечения рака». САУ Нано . 8 (2): 1525–37. DOI : 10.1021 / nn405724x . PMID 24410085 . 
  122. ^ Пиньеро-Ламбеа C, Боделон G, Фернандес-Перианьес R, Куэста AM, Альварес-Валлина L, 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. DOI : 10.1021 / sb500252a . PMC 4410913 . PMID 25045780 .  
  123. ^ Дейнеко, И.В. Kasnitz, N .; Leschner, S .; Вайс, С. (2016). «Составление опухолеспецифического бактериального промотора» . PLOS ONE . 11 (5): e0155338. Bibcode : 2016PLoSO..1155338D . DOI : 10.1371 / journal.pone.0155338 . PMC 4865170 . PMID 27171245 .  
  124. ^ Райс, KC; Бейлз, К.В. (2008). «Молекулярный контроль бактериальной гибели и лизиса» . Microbiol Mol Biol Rev . 72 (1): 85–109. DOI : 10.1128 / mmbr.00030-07 . PMC 2268280 . PMID 18322035 .  
  125. ^ Ganai, S .; Арены, РБ; Forbes, NS (2009). «Нацеленная на опухоль доставка TRAIL с использованием Salmonella typhimurium увеличивает выживаемость рака груди у мышей» . Br. J. Рак . 101 (10): 1683–1691. DOI : 10.1038 / sj.bjc.6605403 . PMC 2778534 . PMID 19861961 .  
  126. ^ Джонс, Б.С., Лэмб, Л.С., Голдман, Ф. и Ди Стази, А. Повышение безопасности продуктов клеточной терапии путем переноса гена самоубийства. Фронт. Pharmacol. 5, 254 (2014).
  127. ^ Вэй, П; Вонг, WW; Park, JS; Corcoran, EE; Пейсайович С.Г .; Onuffer, JJ; Вайс, А; LiWA (2012). «Белки бактериальной вирулентности как инструменты для перестройки киназных путей в дрожжевых и иммунных клетках» . Природа . 488 (7411): 384–388. Bibcode : 2012Natur.488..384W . DOI : 10.1038 / nature11259 . PMC 3422413 . PMID 22820255 .  
  128. ^ Данино, Т .; Мондрагон-Паломино, О .; Цимринг, Л .; Хэсти, Дж. (2010). «Синхронизированный кворум генетических часов» . Природа . 463 (7279): 326–330. Bibcode : 2010Natur.463..326D . DOI : 10,1038 / природа08753 . PMC 2838179 . PMID 20090747 .  
  129. ^ Чен, ГГ; Дженсен, MC; Смолке, CD (2010). «Генетический контроль пролиферации Т-клеток млекопитающих с помощью синтетических регуляторных систем РНК» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 107 (19): 8531–6. Bibcode : 2010PNAS..107.8531C . DOI : 10.1073 / pnas.1001721107 . PMC 2889348 . PMID 20421500 .  
  130. ^ a b c Ньюсон, AJ (2015). «Синтетическая биология: этика, экзептационализм и ожидания» . Macquarie Law Journal . 15 : 45.
  131. ^ ООН Окружающая среда (2019-03-04). «Границы 2018/19: Новые проблемы, вызывающие озабоченность окружающей средой» . ЮНЕП - Программа ООН по окружающей среде . Проверено 2021 января .
  132. ^ Персонал, агентства (ноябрь 2018 г.). «Первые в мире младенцы, подвергшиеся генетическому редактированию, были созданы в Китае, - утверждает ученый» . Хранитель .
  133. ^ Хейри, Мэтти (апрель 2017 г.). «Синтетическая биология и этика: прошлое, настоящее и будущее». Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics . 26 (2): 186–205. DOI : 10.1017 / S0963180116000803 . PMID 28361718 . 
  134. ^ 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. DOI : 10.1016 / j.tifs.2019.07.025 .
  135. ^ Эми, Гутманн (2012). «Этика синтетической биологии». Отчет Центра Гастингса . 41 (4): 17–22. DOI : 10.1002 / j.1552-146X.2011.tb00118.x . PMID 21845917 . S2CID 20662786 .  
  136. ^ a b Ховард, Джон; Мурашов, Владимир; Шульте, Пол (18 октября 2016 г.). «Синтетическая биология и профессиональный риск». Журнал гигиены труда и окружающей среды . 14 (3): 224–236. DOI : 10.1080 / 15459624.2016.1237031 . ISSN 1545-9624 . PMID 27754800 . S2CID 205893358 .   
  137. ^ a b Европейская комиссия. Генеральный директорат по делам потребителей медицинских услуг (12 февраля 2016 г.). «Заключение по синтетической биологии II: методологии оценки рисков и аспекты безопасности» . Генеральный директорат ЕС по вопросам здравоохранения и потребителей . Офис публикаций. DOI : 10.2772 / 63529 .
  138. ^ a b Бюль Х, Даннер Дж. П., Молинари Р. Дж., Маллиган Дж. Т., Парк Х.О., Райхерт Б., Рот Д. А., Вагнер Р., Бадоул Б., Скрипп Р. М., Смит Дж. А., Стил С. Дж., Черч Г., Энди Д. (июнь 2007 г.) «Синтез ДНК и биологическая безопасность». Природа Биотехнологии . 25 (6): 627–9. DOI : 10.1038 / nbt0607-627 . PMID 17557094 . S2CID 7776829 .  
  139. ^ «Этические проблемы в синтетической биологии: обзор дебатов» (PDF) .
  140. ^ a b Президентская комиссия по изучению вопросов биоэтики, декабрь 2010 г. НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ Этика синтетической биологии и новые технологии Проверено 14 апреля 2012 г.
  141. ^ Официальный сайт SYNBIOSAFE
  142. ^ Шмидт М, Гангуля-Митра А, Торгерсена Н, Келла А, Deplazes А, Биллер-Andorno N (декабрь 2009). «Приоритетный документ по социальным и этическим аспектам синтетической биологии» (PDF) . Системная и синтетическая биология . 3 (1–4): 3–7. DOI : 10.1007 / s11693-009-9034-7 . PMC 2759426 . PMID 19816794 .   
  143. ^ Шмидт М. Келле А. Гангули A, де Вринд Х. (Редакторы) 2009. «Синтетическая биология. Технаука и ее социальные последствия». Издательство Springer Academic Publishing.
  144. ^ Келла A (декабрь 2009). «Обеспечение безопасности синтетической биологии - к стратегии управления 5P» . Системная и синтетическая биология . 3 (1–4): 85–90. DOI : 10.1007 / s11693-009-9041-8 . PMC 2759433 . PMID 19816803 .  
  145. Перейти ↑ Schmidt M (июнь 2008 г.). «Распространение синтетической биологии: вызов биобезопасности» (PDF) . Системная и синтетическая биология . 2 (1–2): 1–6. DOI : 10.1007 / s11693-008-9018-Z . PMC 2671588 . PMID 19003431 .   
  146. ^ УЮТНЫЙ: общение синтетической биологии
  147. ^ Kronberger N, P Хольц, Kerbe W, Штрассер E, Wagner W (декабрь 2009). «Передача синтетической биологии: от лаборатории через средства массовой информации к широкой общественности» . Системная и синтетическая биология . 3 (1–4): 19–26. DOI : 10.1007 / s11693-009-9031-х . PMC 2759424 . PMID 19816796 .  
  148. ^ Cserer A, Seiringer A (декабрь 2009). «Картины синтетической биологии: рефлексивное обсуждение представления синтетической биологии (SB) в немецкоязычных СМИ и экспертами SB» . Системная и синтетическая биология . 3 (1–4): 27–35. DOI : 10.1007 / s11693-009-9038-3 . PMC 2759430 . PMID 19816797 .  
  149. ^ УЮТНЫЙ / SYNBIOSAFE Документальный фильм
  150. ^ Отчет IASB «Технические решения для биобезопасности в синтетической биологии». Архивировано 19 июля 2011 г. в Wayback Machine , Мюнхен, 2008 г.
  151. ^ Паренс Э., Джонстон Дж., Моисей Дж. Этические вопросы синтетической биологии. 2009 г.
  152. ^ Официальный сайт NAS Symposium
  153. ^ Президентская комиссия по изучению вопросов биоэтики, декабрь 2010 г. FAQ
  154. ^ Часто задаваемые вопросы по синтетической биологии | Президентская комиссия по изучению биоэтических вопросов
  155. ^ a b Эриксон Б., Сингх Р., Винтерс П. (сентябрь 2011 г.). «Синтетическая биология: регулирование промышленного использования новых биотехнологий» . Наука . 333 (6047): 1254–6. Bibcode : 2011Sci ... 333.1254E . DOI : 10.1126 / science.1211066 . PMID 21885775 . S2CID 1568198 .  
  156. ↑ Кэтрин Сюэ для журнала Harvard Magazine. Сентябрь – октябрь 2014 г. Новый зверинец синтетической биологии
  157. ^ Йоджан Шарма для SciDev.net 15 марта 2012 года НПО призывает к международному регулированию синтетической биологии
  158. ^ Новая синтетическая биология: кто выигрывает? (2014-05-08), Ричард К. Левонтин , New York Review of Books
  159. ^ Ховард, Джон; Мурашов, Владимир; Шульте, Пауль (2017-01-24). «Синтетическая биология и профессиональный риск» . Журнал гигиены труда и окружающей среды . 14 (3): 224–236. DOI : 10.1080 / 15459624.2016.1237031 . PMID 27754800 . S2CID 205893358 . Проверено 30 ноября 2018 .  
  160. ^ 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 . DOI : 10.17226 / 24890 . ISBN 9780309465182. PMID  30629396 .
  161. ^ «Краткое описание будущего: синтетическая биология и биоразнообразие» . Европейская комиссия . Сентябрь 2016. С. 14–15 . Проверено 14 января 2019 .
  162. ^ «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 охране здоровья и безопасности пищевых продуктов . 2016-04-04. С. 8, 27 . Проверено 14 января 2019 .
  163. ^ Бейли, Клэр; Меткалф, Хизер; Крук, Брайан (2012). «Синтетическая биология: обзор технологии, текущих и будущих потребностей в нормативно-правовой базе Великобритании» (PDF) . Великобритания здравоохранение и безопасность . Проверено 29 ноября 2018 .
  164. ^ Пей, Лей; Бар ‐ Ям, Шломия; Байерс-Корбин, Дженнифер; Касагранде, Рокко; Эйхлер, флорентийский; Лин, Аллен; Остеррайхер, Мартин; Regardh, Pernilla C .; Терлингтон, Ральф Д. (2012), "Нормативные Каркасы Synthetic Biology", Synthetic Biology , John Wiley & Sons, Ltd, С. 157-226,. Дои : 10.1002 / 9783527659296.ch5 , ISBN 9783527659296
  165. ^ Трамп, Бенджамин Д. (2017-11-01). «Регулирование и управление синтетической биологией: уроки TAPIC для США, Европейского Союза и Сингапура» . Политика здравоохранения . 121 (11): 1139–1146. DOI : 10.1016 / j.healthpol.2017.07.010 . ISSN 0168-8510 . PMID 28807332 .  

Библиография [ править ]

  • Церковь, Джордж; Реджис, Эд (2012). Как синтетическая биология заново изобретет природу и самих себя . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: основные книги . ISBN 978-0465021758.
  • Европейская комиссия (2016) Синтетическая биология и биоразнообразие  ; Наука для экологической политики (2016 г.); Краткий обзор 15. Подготовлено для Генерального директората 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 Пингвинов. ISBN 978-0670025404.

Внешние ссылки [ править ]

  • Книги по синтетической биологии, научно-популярные книги и учебники
  • Вводное резюме синтетической биологии . Краткий обзор концепций, разработок и приложений синтетической биологии
  • Совместная обзорная статья по синтетической биологии
  • Скандальный стартап ДНК хочет позволить клиентам создавать существ (2015-01-03), San Francisco Chronicle
  • Это живо, но это жизнь: синтетическая биология и будущее творчества (28 сентября 2016 г.), Всемирный фестиваль науки