ملاحظة المحرر: توضح هذه المقالة بدء مثيرة جدا للاهتمام شركة الجنكة Bioworks. كشركة رائدة في مجال البيولوجيا الاصطناعية، وتستخدم الشركة الأكثر تقدما تكنولوجيا التشغيل الآلي الروبوتية اليوم، الإنتاج الضخم الميكروبي.

منذ احتمال تطبيق في مجال البيولوجيا التركيبية واعدة، بوسطن بدء شركة الجنكة Bioworks تمويل ناجحة مؤخرا من مليار دولار. الشركة تستخدم جزء منه استثمرت في مختبر بيولوجي جديد --Bioworks 2. نظام الروبوت المختبرات، ووضع مجموعة من خط الانتاج الميكروبي.

Bioworks 2 يشبه خط مصنع لتجميع المختبر البيولوجي

وفي الشهر الماضي، الجنكة Bioworks الباحثون المعدلة وراثيا شرب البيرة للاحتفال إنشاء أتمتة المختبرات الجديد. وهو المصانع البيولوجية حقيقية. وبموجب القانون ينطبق على الهندسة البيولوجية، وإعادة استخدام المعدات الحساسة، والتي خلقت الباحثون مجموعة متنوعة من أشكال الحياة غريبة - كلها الكائنات الحية الدقيقة الاصطناعية غير مسبوقة.

هذا هو الحقل الشهير البيولوجيا الاصطناعية، والذي يستند إلى الجينوم التجمع من التطور السريع للتكنولوجيا على: العلماء تنتج شظايا الحمض النووي الاصطناعية، وإدراجها تنظيم الكائنات الدقيقة الحية، لإعطاء هذه حياة الشباب من بعض "القوى العظمى غريبة ".

يشربون البيرة GM، بل هو مثال حي من الأحياء الاصطناعية تطبيقها في الحياة الحقيقية. الباحثون إدخال أشجار البرتقال الجينات في الجينوم من خميرة الخباز. عملية التخمير، والجينات الخميرة التي تنتج مادة تسمى فالنسيا البرتقال ethylenically: واحدة العضوية نكهة مجمع الحمضيات. تخمير البيرة البرتقال الطبيعي رائحة (الترويل ~).

الجنكة شركات الإنتاج الميكروبي في حاجة إلى معرفة "المصانع البيولوجية" المؤهلة والمقدمة للعميل. التي تنتجها معظم الكائنات الحية الدقيقة لا طائل منه. من خلال اختبار نسبة الخطأ ورقابة صارمة، يمكن أن المهندسين الحيوي تجد دائما ما يريدون الكائنات الحية الدقيقة الفردية: يمكن لهذه الأفراد تنتج مركبات خاصة، عملاء استخدامها في العطور والكحول والمبيدات الحشرية أو مسحوق الغسيل.

ويركز نموذج أعمال الجنكة على الكائنات الحية الدقيقة، فإنها لا تنتج المنتج النهائي. وقال الجنكة المدير الإبداعي كريستينا Agapakis :. "نحن لا تنتج المواد الكيميائية، والنكهات، وشركة العطور، ونحن متخصصون في إنتاج الجراثيم من المنتجات النهائية في شراكة مع عملائنا للقيام به" الميكروبات الجنكة مرخصة للعملاء، وإذا كان الزبائن استخدام هذه المنتجات، سوف نحصل على مكافأة.

المدير الإبداعي كريستينا Agapakis

ومع ذلك، تصنيع مواصفات من الكائنات الحية الدقيقة معين ليست مسألة بسيطة. المناطق الجين لا تزال هناك أسرار كثيرة، ونحن لا نعرف سمات كل الجينات. حتى نعرف، يمكن للمرء أن يتوقع عواقب ذلك بالاشتراك مع جينات أخرى.

على سبيل المثال، إذا كان الباحث هو تأثير واضح من أشجار البرتقال الجينات، ولكن بعد يتم إدراجها في الجينوم الخميرة، فإنه قد تنتج مجموعة متنوعة من رد فعل جينات الخميرة. عندما وضعوا مجموعات متعددة من جينات في جينوم الخميرة مع مشكلة سوف تصبح أكثر سوبر، سوبر تعقيدا.

وهذا هو السبب قررت الجنكة لدراسة إدارة بطريقة الهندسة البيولوجية. يتم تصنيعها وفقا صارم مع الميكروبات "التصميم - الإنتاج - اختبار" للدورة تطوير المنتجات. تحقيق درجة عالية من الأتمتة التي لا يمكن الاستغناء عنها في المختبر الجديد وهي تمكن الباحثون إلى دفعات اختبار الكائنات الحية الدقيقة. يقول باتريك بويل الجنكة الكائنات الحية الدقيقة مدير التصميم:

وقال "عندما ابحاثا في المدرسة، وعادة ما تأتي مع أفضل خمس أفكار لتجربة. لكن هنا، سنقوم 1000 فكرة جيدة لمحاولة كل منهم ومعرفة أفضل واحد الذي يعمل".

إنتاج زيت الورد مع الخميرة

إلى فهم أفضل لكيفية التي تعمل بها، ونحن نلقي نظرة على أوائل الجنكة العطر الأعمال: التعاون الجنكة مع صانع العطور الفرنسي Robertet، يمكن أن الأخير إنتاج زيت الورد تفرز خميرة. ويرجع ذلك إلى استخلاص الزيوت العطرية من بتلات الورد مكلفة جدا هذا.

تصميم: المصممين الجنكة الاستعلام المؤلفات الأكاديمية، وتبحث جعل الخميرة تنتج إنزيم مفيد. الهدف: عندما المصممين لتغذية الخميرة للحلويات، يمكن لهذه الانزيمات تحقيق ذلك سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي في نهاية المطاف إنتاج زيت الورد. لكن إمكانات الإنزيمات، وعدد الجينات من الخيارات ومثيرة للإعجاب للغاية. وقال باتريك بويل: "إن اختيار الانزيم، الذي هو جزء من تصميم أربعة إذا كان هناك 100 انزيم المحتملة، وسيكون هناك عدد لا يحصى من تصميم .."

تحتاج المصممين لتحديد الجينات الميكروبية من النباتات والحيوانات بجميع أنواعها، وبعد ذلك يتم الجمع بين مئات من الطرق المختلفة معا مرة أخرى. أنتجت كل تكوين جزء DNA فريدة من نوعها.

تصنيع: الجنكة إنتاج أعمال DNA الاصطناعية الاستعانة بمصادر خارجية لطرف ثالث. عندما تحصل على الجنكة DNA دفعة جديدة، تم إدراج جزء الجينات pipetting لالروبوت في الخميرة، وإنتاج الكائنات الحية الدقيقة الجديد. وقالت كريستينا Agapakis: "بحوث الدكتوراه، قضيت الكثير من الوقت لنقل كمية ضئيلة من السائل في وقت الجنكة التي أنشئت حديثا، والعمل الذي قامت به الروبوت كما لو كان لديهم الدكتوراه ثمانية الذراع - الروبوت. الكثير سوف تكون قادرة على تشغيل ماصة. "هذه العملية هي الآن أسرع، لأن الروبوت تصاعد وتصبح أكثر كفاءة. الجنكة الروبوتات أحدث pipetting ليمكن استخدامها نبض الصوتية الاتجاه، وبسرعة نقل سوى عدد قليل من السائل nanoliters .

نظام الروبوت من هذه الشظايا الجينات إدراجها في خلايا الخميرة مختلفة. أنها تتكامل مع جينات الخميرة الأصلية معا في شخص جديد

الاختبار: عندما الروبوت لجعل مجموعات مختلفة من الجينات إلى الآلاف من المتغيرات الخميرة، إلى اختبار أنهم لا يستطيعون إنتاج ارتفع مرة النفط. دفعة جهاز قياس الطيف يفتح خلايا الخميرة، والذي يتحقق جميع الجزيئات، وتبحث عن زيت الورد، وتحديد ما إذا كانت خلايا الخميرة في صحة جيدة. ولكن هذا لا يشكل ضمانة هذا المرشح من الكائنات الدقيقة قادرة على تلبية متطلبات العملاء.

الجنكه يجب دراسة نكهة الشاملة لكل خلايا الخميرة. توليد خلايا زيت الورد قد تفرز في حين مواد نكهة أخرى. وقال باتريك بويل، بعض طعم الخميرة الخبز الطازج، وكان مولعا بشكل خاص. ولكن لا يمكن استخدامه لصنع العطور.

الزبائن الجنكة تحتاج إلى التبديل الخميرة الجينات لإنتاج منتج معين. سوف أداة تحليل الطيفي كل خلية الخميرة للتحقق ما إذا كان يمكن أن تنتج احتياجات العملاء المادية.

توسيع نطاق: أدرجت الجنكة خطوة إضافية لدورة تطوير المنتجات التقليدية. بسبب الاختبارات الميكروبيولوجية لتلبية الاحتياجات، وليس بالضرورة في الأداء المثالي تجمع التخمير العميل. في ركن من أركان نظام المختبر، آلة سطح المكتب سيكون في صف واحد مفاعل حيوي مليئة الخميرة، ومن ثم مراقبة عملية التكاثر.

الجنكة لتصفية أفضل الخميرة الفردية في الثقافة مفاعل حيوي، ومراقبة من التكاثر في حالة وجود نطاق صناعي. تحقق من نتائج من شأنها مساعدتهم على اتخاذ خيار في التجربة المقبلة.

إذا كان أفضل الخميرة لا تستطيع ان تلبي الاحتياجات، والجنكة المصممين الميكروبي عودة الى لوحة الرسم لإعادة تصميم نتائج إشارة، وجعل الدفعة التالية من 1000 الأكثر احتمالا للنجاح المضاربة. يقولون أن يوم واحد سوف تجد المنتج المثالي - تنبعث منه رائحة الورود الخميرة.

موجز: الجنكة يمكن أن يكون ذلك بكفاءة حصول على الجزء الأكبر من تصميم وتصنيع واختبار وزراعة الكائنات الدقيقة، لا يمكن الاستغناء النظام الآلي الآلي للغاية. من دون هذا النظام، فإن كفاءة الجنكة تقليل مرات عديدة. الروبوتات اختراقات في مختلف المجالات، من السابق لفترة الاسترداد طويلة، طويلة، صناعة منخفضة الهامش إلى كفاءة ربحية صناعة شروق الشمس، وسرعان ما تستغرق وقتا طويلا. ومن المتوقع أن العقدين القادمين، والتقدم في مجال الروبوتات وتكنولوجيا التشغيل الآلي سيجلب تغيير مماثل إلى المزيد من المناطق. وبالنسبة للشركات المبتدئة، وقعت هذه التقنيات متكررة في مجال سوف تكون مغطاة الفرص التجارية "الميل الذهبي".

عبر IEEE

[التوظيف] شبكة لى فنغ أصرت على الذكاء الاصطناعي، من دون طيار VR / AR، FINTECH، المستقبل المجالات الطبية وغيرها لتوفير أول مرة التطورات التكنولوجية في الخارج والمعلومات. نحن بحاجة إلى التركيز على عدد من الأخبار الدولية، والموضوعات أخبار التكنولوجيا مع قدرة معينة، مهارات الكتابة ممتازة وتحرير الترجمة انقلاب للخارج المضافة. موقع شنتشن. استئناف لguoyixin@leiphone.com.