Nature-Inspired Factories Are The Future Of Manufacturing (Op-Ed)

{h1}

Microben zijn de nieuwe machines die de volgende generatie synthetische biologiefabrieken aansturen, enorme laboratoria die gemodificeerde micro-organismen gebruiken om alles van rozenolie tot probiotica te maken.

Bryan Johnson is een ondernemer, investeerder en oprichter van het OS Fund en Braintree. Ginkgo Bioworks is een OS Fund-bedrijf. Volg hem op Twitter op @bryan_johnson. Hij heeft dit artikel bijgedragen aan WordsSideKick.com's Expertvoices: Op-Ed & Insights.

Een nieuw type gieterij is naar Boston Harbor verhuisd, maar het heeft geen metalen messen of gesmolten staal. In de faciliteit van 16.000 vierkante voet (1.672 vierkante meter) produceren ingenieurs producten variërend van geuren en smaken tot probiotica die antibioticaresistentie bestrijden. Alle speciaal ontworpen producten komen uit een onwaarschijnlijke bron: micro-organismen.

Ginkgo Bioworks, onderdeel van het OS Fund, is een van een groeiend aantal technische technieken van bedrijven met lessen uit de natuur. De oprichters zijn bezig met het herontwerpen van industriële engineering voor een nieuwe generatie - een industriële revolutie aangedreven door biologie.

Synthetische biologie gaat mainstream

Dit ontluikende veld, dat bekend staat als de synthetische biologie, bevindt zich nu op dezelfde plek als computers in de jaren vijftig en zestig - traag, vervelend en handmatig. Maar het gaat snel vooruit en evolueert met nieuwe technologie: de industrie zal naar verwachting $ 5,6 miljard bereiken in 2018 - een stijging van $ 1,9 miljard in 2013.

Net als veel andere synthetische biologiebedrijven zijn Ginkgo's eerste commercieel gerede producten in de voedings- en cosmetica-industrie en ze nemen een bladzijde uit de lange geschiedenis van het eten van voedingsmiddelen door de mensheid. Net zoals gist wordt gebruikt om wijn en bier te maken, gebruiken wetenschappers de natuurlijke processen van micro-organismen om nieuwe smaken, voedingsstoffen en parfums te produceren. [Probiotics 'Future: 3 veelbelovende onderzoeksgebieden]

Maar de visie van het bedrijf is grootser dan consumentenproducten: samenwerkingen omvatten projecten met het Amerikaanse Ministerie van Energie en het Amerikaanse Defense Advanced ResearchProjects Agency om micro-organismen te maken die ziekten bestrijden en broeikasgassen uit de lucht verwijderen.

Het is een grote opdracht, maar door te werken aan de toepassing van zijn technologie op meerdere niveaus van complexiteit - van voedsel tot koolstofmitigatie - hopen deze bioengineers een biologische productiemethode zo betrouwbaar en voorspelbaar te maken als de assemblagelijnen die auto's of mobiele telefoons maken.

De innerlijke werking van Gingko Bioworks.

De innerlijke werking van Gingko Bioworks.

Krediet: Gingko Bioworks

Productie met de blauwdrukken van het leven

Biologie is een krachtige technologie. Hoe een plant zichzelf assembleert en water, lucht en zonlicht gebruikt om voedsel te maken, is ronduit magisch in vergelijking met hoe mensen elektronica produceren. Bioengineers willen die kracht benutten om nieuwe technologie uit de natuur te ontwerpen. Ze schrijven een nieuwe codebasis voor de mensheid en nemen de programmering van de biologie uit het rijk van het onvoorspelbare en naar het voorspelbare.

Ginkgo maakt deel uit van een groeiende groep van bedrijven, zoals Synthetic Genomics en Human Longevity, die de manier waarop mensen over bijna elk aspect van het leven denken veranderen door de biologische toolkit van de wereld opnieuw te vatten. Deze toegepaste biologen maken organism engineering tot een werkelijk voorspelbare technische discipline.

Omdat op DNA gebaseerde codes reeksen basenparen bevatten die over organismen worden herhaald, creëren onderzoekers nu de hulpmiddelen en infrastructuur die nodig is om nieuwe besturingssystemen en toepassingen te bouwen met behulp van die codes. Dit is iets wat computerprogrammeurs al lang doen, met behulp van nullen en enen om voorspelbare resultaten te creëren in alles, van vliegtuigautomaatsystemen tot creditcardtransactieverwerking.

Vanwege de complexiteit van de natuur is biologische code nog niet zo voorspelbaar. Decennia lang hebben biologen, genetici en scheikundigen gewerkt aan het ontsluiten van de geheimen van de genetica om een ​​universele biologische programmeertaal te maken - een waarin ze organismen kunnen ontwerpen om specifieke functies op voorspelbare manieren uit te voeren.

Juist in de laatste paar jaar hebben wetenschappers verbluffende doorbraken gedaan door DNA-code te schrijven en te bewerken. Het voorspelbaarder maken van deze code kost tijd en de inspanning begint op onwaarschijnlijke plaatsen, bijvoorbeeld in natuurlijke smaken en geuren.

De assemblagelijnen van de natuur opschalen

Traditioneel vereist het maken van een geurende rozenolie dat er meer dan 1.000 bloembladen worden geoogst, verzameld en geperst om een ​​klein flesje parfum te produceren. Door het ontwerpproces van het organisme van Ginkgo nemen wetenschappers de genen van rozen, brengen ze over in gist en laten deze groeien in een fermentor om rozenolie te produceren in een proces vergelijkbaar met bierbrouwen. [Ingenieurs volgen de voorsprong van moeder natuur op schoon houden]

Het versnellen van de schaalvergroting van dergelijke processen zijn banken van robottechnologieën voor het construeren van de biologische cellen - werk dat werd uitgevoerd door een leger van Ph.D.s. Onderzoekers kunnen in plaats daarvan hun tijd besteden aan het harde werk van het ontwerpen en aanpassen van cellen om specifieke problemen op te lossen.

Als u een actueel expert bent - onderzoeker, zakelijk leider, auteur of innovator - en een nieuw stuk wilt bijdragen, e-mail ons hier.

Als u een actueel expert bent - onderzoeker, zakelijk leider, auteur of innovator - en een nieuw stuk wilt bijdragen, e-mail ons hier.

Een andere toepassing van synthetische biologie is gericht op het aanpakken van een urgent probleem voor de mensheid: antibioticaresistente superbacteriën. Antibioticaresistentie is verantwoordelijk voor naar schatting 700.000 sterfgevallen per jaar, volgens een recent rapport van Wellcome Trust / UK. En toch verlaten farmaceutische bedrijven de ontwikkeling van antibiotica.

Wat als, in plaats van te proberen nieuwe antibiotica te maken, bioengineers een manier vonden om de antibioticaresistente genen te verwijderen? Penicilline, bijvoorbeeld, werkt goed - alleen niet tegen infectieuze bacteriën die de genen hebben voor penicillineresistentie. Onderzoekers werken aan het ontwerpen van nieuwe soorten probiotica door bacteriën te ontwikkelen die bacteriën kunnen aanvallen en verwijderen met schadelijke eigenschappen zoals antibioticaresistentie.

De tijd voor synthetische biologie, om onze beste kansen na te streven en onze grootste uitdagingen op te lossen, is aangebroken - het opent een volledig onaangesproken wereld van oplossingen voor de mensheid.

Volg alle Expert Voices-problemen en debatten - en deel uitmaken van de discussie - op Facebook, Twitter en Google+. De weergegeven meningen zijn die van de auteur en komen niet noodzakelijk overeen met de mening van de uitgever. Deze versie van het artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: AI SpaceFactory - MARSHA - Our Vertical Martian Future.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com