Что такое чистая линия? (Биология) / биология | Thpanorama

чистая линия в биологии это линия, которая не разделяет, то есть тех людей или группы людей, которые при размножении дают начало другим, идентичным их классу. Это не обязательно означает людей клонального происхождения, даже если они, по сути, единственные, кто может быть «чистым».

Есть растения, например, которые могут размножаться вегетативно черенками. Если вы сажаете несколько черенков с одного растения, мы теоретически создаем небольшую чистую популяцию.

Если мы возьмем один из них и воспроизведем его, когда он достигнет зрелости таким же образом и в течение нескольких поколений, мы создадим клональную линию.

Однако, как ни странно, человека всегда привлекало создание чистых линий организмов, которые размножаются половым путем..

В этих случаях чистая линия — это строка, в которой не наблюдается сегрегации для конкретного символа или группы символов. То есть эти «предпочтительные» персонажи всегда будут проявляться одинаково, неизменными на протяжении поколений.

индекс

  • 1 Чистая линия в биологии: гомозиготы
    • 1.1 Рецессивные гомозиготы
    • 1.2 Доминантные гомозиготы
  • 2 чистых линии в генетическом улучшении
    • 2.1 Приручение жизни
    • 2.2 Растения
    • 2.3 Животные
  • 3 чистых линии в других контекстах
    • 3.1 Является ли генетически чистый клон?
  • 4 Ссылки

Чистая линия в биологии: гомозиготы

Для генетика чистая линия — это гомозиготные особи. Следовательно, у диплоидных индивидуумов в определенном локусе интересующего гена каждая гомологичная хромосома будет нести один и тот же аллель.

Если линия является чистой для более чем одного генетического маркера, этот критерий будет одинаковым для каждого из отдельных генов, для которых индивидуум будет гомозиготным.

Рецессивные гомозиготы

Когда предпочтительный характер проявляется из проявления рецессивного аллеля в гомозиготном состоянии, мы можем иметь большую уверенность в чистоте линии.

Наблюдая за индивидуумом, проявляющим этот связанный характер, мы можем сразу сделать вывод о его генотипе: аа, например. Мы также знаем, что для сохранения этого же характера в потомстве мы должны скрестить этого человека с другим человеком аа.

Доминантные гомозиготы

Когда чистая линия включает доминантные гены, дело обстоит немного сложнее. Гетерозиготные особи Aa и доминирующие гомозиготы А.А. они будут проявлять тот же фенотип.

Но только гомозиготы являются чистыми, поскольку гетерозиготы будут сегрегировать. На перекрестке между двумя гетерозиготами (Aa), которые показывают интересный характер, четверть потомков может проявить нежелательную черту (генотип) аа).

Лучший способ продемонстрировать чистоту (гомозиготность) индивида по признаку, включающему доминантные аллели, состоит в том, чтобы подвергнуть его испытательному скрещиванию..

Если человек гомозиготный А.А. , результат скрещивания с человеком аа приведет к особям, фенотипически идентичным родителю (но генотипа) Aa).

Однако, если испытуемый является гетерозиготным, потомство будет на 50% похожим на анализируемого родителя (Aa) и 50% рецессивному родителю (аа).

Чистые линии в генетическом улучшении

Мы называем генетическое улучшение применением схем генетической селекции, направленных на получение и распространение определенных генотипов растений и животных..

Хотя это может также применяться к генетической модификации грибов и бактерий, например, концепция ближе к тому, что мы делаем с растениями и животными по историческим причинам.

Приручение жизни

В процессе одомашнивания других живых существ мы посвящаем себя почти исключительно растениям и животным, которые служили нам в качестве средств к существованию или компании.

В этом процессе одомашнивания, который можно рассматривать как непрерывный процесс генетического отбора, мы создаем набор генотипов растений и животных, к которым впоследствии мы приступаем к «улучшению».

В этом процессе улучшения мы приступили к получению чистых линий с точки зрения того, что нужно производителю или потребителю..

растения

Улучшенные таким образом растения называют сортами (в данном случае коммерческими сортами), если они были подвергнуты схеме испытаний, демонстрирующих их чистоту..

В противном случае они называются типами — и больше связаны с локальными вариациями, которые сохраняются с течением времени силой, навязанной культурой..

Есть, например, клональные варианты картофеля, которые могут достигать тысяч в Перу. Каждый из них отличается, и каждый связан с культурным образцом использования, и обязательно для людей, которые его сохраняют..

животные

У животных чистые линии связаны с так называемыми расами. Например, у собак расы определяют определенные культурные паттерны и отношения с человеком..

Чем чище раса у животных, тем больше вероятность страдания от условий генетического происхождения.

В процессе поддержания чистоты определенных признаков он был выбран гомозиготностью других признаков, которые не являются благоприятными для выживания человека и вида.

Генетическая чистота, однако, сговаривается против генетической изменчивости и разнообразия, что является тем, что разводят, чтобы продолжить отбор..

Чистые линии в других контекстах

Когда социальная конструкция навязывается биологическому факту, проявления в реальном мире действительно ужасны.

Вот как в поисках биологической невозможности и во имя чистоты, построенной в обществе на неправильных представлениях, человек совершил преступления ужасающей природы.

Евгеника, этническая чистка, расизм и сегрегация государства, истребление одних и превосходство других отдельных человеческих групп порождены неправильным представлением о чистоте и наследственности.

К сожалению, будут ситуации, в которых кто-то пытается оправдать эти преступления биологическими «аргументами». Но правда в том, что биологически наиболее близким к генетической чистоте является клональность.

Это генетически чистый клон?

Однако научные данные свидетельствуют о том, что это тоже не так. Например, в бактериальной колонии, которая может содержать около 109 У «клональных» особей вероятность нахождения мутанта для одного гена практически равна 1.

Кишечная палочка, например, он имеет не менее 4500 генов. Если эта вероятность одинакова для всех генов, наиболее вероятно, что особи этой колонии не все генетически равны..

Сомаклональная изменчивость, с другой стороны, объясняет, почему это также не верно для растений с вегетативными (клональными) режимами размножения.

ссылки
  1. Бирке Л., Хаббард Р., редакторы (1995). Изобретая биологию: уважение к жизни и создание знаний (раса, пол и наука). Университет штата Индиана, Блумингтон, Индиана.
  2. Брукер Р.Дж. (2017). Генетика: анализ и принципы. McGraw-Hill Higher Education, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Пкиладелия, Пенсильвания, США.
  4. Griffiths A.J.F., Wessler R., Carroll S.B., Doebley J. (2015). Введение в генетический анализ (11го ред.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  5. Yan, G., Liu, H., Wang, H., Lu, Z., Wang, Y., Mullan, D., Hamblin, J., Liu, C. (2017) Ускоренное поколение автономных чистых линий растений для идентификация генов и селекция культур. Границы в науке о растениях, 24: 1786. doi: 10.3389 / fpls.2017.01786.

ГДЗ Биология Беляев 10 класс Стр. 144

Содержание

Авторы:Беляев, Дымшиц

Год:2023

Тип:учебник

Содержание

  • Вопросы и упражнения
  • Работа с информацией
  • Работа с текстом
  • К следующему уроку

Вопросы и упражнения

№ 1. В чем сущность гибридологического метода?

Гибридологический метод, является основным методом Г. Менделя. Его суть заключается в скрещивании организмов, которые отличаются друг от друга по одному или нескольким признакам.

№ 2. Какие гены называют аллельными?

Аллельными называют гены, которые находятся в идентичных участках гомологичных хромосом и определят альтернативное развитие одного и того же признака.

Стр. 144

Работа с информацией

№ 3. Найдите в литературе или в Интернете примеры пар доминантных и рецессивных признаков животных (например, мыши), определяемых разными аллелями одного гена. Некоторые подобные признаки человека иллюстрирует второй форзац учебника. На основании найденной вами информации и материала учебника составьте таблицу:

Черный окрасШоколадный окрас
Короткая шерстьДлинная шерсть
Нормальная шерстьКудрявая шерсть
ВислоухостьПрямые уши
Короткий хвостНормальная длина хвоста
Нормальный слухВрожденная глухота
Нормальное зрениеНочная слепота

Стр. 144

Работа с текстом

№ 4. Прочитайте параграф и сформулируйте определения понятий «чистая линия», «гибрид», «гомозигота», «гетерозигота».

Чистая линия – это группа организмов, которые обладают некоторыми признаками, полностью передающимися потомству по причине генетической однородности всех особей.

Гибрид – это клетка или организм, которые были получены в результате скрещивания генетически различающихся форм.

Гомозигота – это диплоидный организм или клетка, которые несут идентичные аллели гена в гомологичных хромосомах (АА или аа).

Гетерозигота – это диплоидный организм или клетка, которые несут в себе аллельные гены разной молекулярной формы (один ген доминантный – А или B, а другой – рецессивный – а или b).

Стр. 144

К следующему уроку

Что такое мутация? (Биология, 9 кл.)

Мутация – это стойкое изменение генома, которое может быть унаследовано потомками данного организма.

Какие клетки называют гаметами? Какой набор хромосом называют гаплоидным? (Параграф 22)

Гаметами или половыми клетками называют репродуктивные клетки, которые имеют гаплоидный набор хромосом и принимают участие в половом размножении. Мужские гаметы называются сперматозоидами, женские гаметы – яйцеклетками.

Гаплоидным называют одинарный набор хромосом, который содержится в зрелой половой клетке.

Ошибка или идея? Сообщить 📤

Мне не нравится на сайте, измените:Сделайте так, чтобы можно было:Решение неправильно/опечатка

Бот с ответами МЭШ | Скайсмарт

Все номера

Стр. 143Стр. 144Стр. 147Стр. 148Стр. 150Стр. 151

Что такое биотехнология? | БИО

Проще говоря, биотехнология — это технология, основанная на биологии. Биотехнология использует клеточные и биомолекулярные процессы для разработки технологий и продуктов, которые помогают улучшить нашу жизнь и здоровье нашей планеты. Мы использовали биологические процессы микроорганизмов более 6000 лет для производства полезных пищевых продуктов, таких как хлеб и сыр, и для сохранения молочных продуктов.

Современная биотехнология предлагает передовые продукты и технологии для борьбы с изнурительными и редкими заболеваниями, уменьшения нашего воздействия на окружающую среду, кормления голодных, использования меньшего количества более чистой энергии и обеспечения более безопасных, чистых и эффективных промышленных производственных процессов.

ИСЦЕЛИТЕ МИР

Биотехнологии помогают исцелить мир, используя собственный набор инструментов природы и используя нашу собственную генетическую структуру для лечения и направления исследований путем:

  • Снижение уровня инфекционных заболеваний;
  • Спасение миллионов детских жизней;
  • Изменение вероятности серьезных, опасных для жизни состояний, от которых страдают миллионы людей во всем мире;
  • Индивидуальные методы лечения с целью сведения к минимуму рисков для здоровья и побочных эффектов;
  • Создание более точных инструментов для выявления болезней; и
  • Борьба с серьезными заболеваниями и повседневными угрозами, с которыми сталкивается развивающийся мир.

Подробнее о здоровье человека

ТОПЛИВО ДЛЯ МИРА

Биотехнологии используют биологические процессы, такие как ферментация, и используют биокатализаторы, такие как ферменты, дрожжи и другие микробы, чтобы превратить их в микроскопические производственные предприятия. Биотехнологии помогают питать мир путем:

  • Оптимизации этапов химических производственных процессов на 80% и более;
  • Снижение температуры для стирки одежды и потенциальная экономия 4,1 миллиарда долларов в год;
  • Повышение эффективности производственного процесса для снижения эксплуатационных расходов на 50% и более;
  • Сокращение использования и зависимости от нефтехимии;
  • Использование биотоплива для сокращения выбросов парниковых газов на 52% и более;
  • Снижение потребления воды и образования отходов; и
  • Использование всего потенциала традиционных отходов биомассы.

Подробнее об экологичном топливе

FEED THE WORLD

Биотехнология повышает устойчивость сельскохозяйственных культур к насекомым, повышает устойчивость сельскохозяйственных культур к гербицидам и облегчает использование более экологически устойчивых методов ведения сельского хозяйства.

Биотехнологии помогают накормить мир:

  • Повышение урожайности с меньшими затратами;
  • Снижение объемов сельскохозяйственных химикатов, необходимых для выращивания сельскохозяйственных культур — ограничение стока этих продуктов в окружающую среду;
  • Использование биотехнологических культур, требующих меньшего количества пестицидов и позволяющих фермерам сократить объем обрабатываемых земель;
  • Выращивание культур с улучшенными питательными свойствами, которые устраняют дефицит витаминов и питательных веществ;
  • Производство пищевых продуктов, свободных от аллергенов и токсинов, таких как микотоксины; и
  • Повышение содержания пищевых продуктов и растительного масла для улучшения здоровья сердечно-сосудистой системы.

Подробнее о продовольственных и сельскохозяйственных инновациях

В настоящее время пациентам доступно более 250 биотехнологических продуктов и вакцин , многие из которых предназначены для лечения ранее неизлечимых заболеваний. Более 13,3 миллиона фермеров по всему миру используют сельскохозяйственные биотехнологии для повышения урожайности, предотвращения ущерба от насекомых и вредителей и снижения воздействия сельского хозяйства на окружающую среду. И

более 50 биоперерабатывающих заводов строятся по всей Северной Америке для тестирования и усовершенствования технологий производства биотоплива и химикатов из возобновляемой биомассы, что может помочь сократить выбросы парниковых газов.

Последние достижения в области биотехнологии помогают нам подготовиться к самым насущным вызовам общества и решать их.

Знаете ли вы?

BIO — крупнейшая в мире торговая ассоциация, представляющая биотехнологические компании, академические институты, государственные биотехнологические центры и связанные с ними организации в США и более чем в 30 других странах.

Мы предлагаем членство, мероприятия, отраслевые аналитические отчеты и многое другое, что обслуживает весь спектр биотехнологической отрасли.

Примите участие в BIO

Анализ отрасли биотехнологий

BIO собрал несколько всеобъемлющих отчетов и инструментов для подробного отраслевого анализа COVID-19терапевтические разработки, новые тенденции инвестиций в компании, тенденции хронических заболеваний, показатели клинического успеха и многое другое.

Просмотр анализа отрасли

Информационный бюллетень Good Day BIO

Good Day BIO, единственный ежедневный информационный бюллетень на стыке биотехнологий, политики и политики. Подпишитесь, чтобы получать его на свой почтовый ящик каждый будний день в 10:00 по восточному времени — и будьте в курсе новостей дня.

Подпишитесь прямо сейчас!

Предстоящие события BIO

Граница между биологией и технологией стерлась — пути назад нет | Бостония

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК: БУ ИССЛЕДОВАНИЯ

Ученые BU размышляют о том, как этот интерфейс изменил мир и о потенциале искусственного интеллекта, синтетической биологии и биомедицинской инженерии

16 мая 2022 г.

Твиттер Фейсбук

Сколько раз сегодня технологии помогали вам принимать решения?

Использовали ли вы Waze, чтобы максимально быстро проложить маршрут из пункта А в пункт Б? Вы просили Alexa или Siri предложить какую-нибудь музыку или автокоррекция улучшила орфографию в ваших текстах или электронных письмах? Вы когда-нибудь останавливались, чтобы подумать о влиянии этих технологий на ваши решения и поведение, или эти технологии просто органично вписались в то, как вы взаимодействуете с миром?

«Подумайте только о том, сколько раз в день вы сотрудничаете с агентом с искусственным интеллектом», — говорит Кейт Саенко, доцент кафедры компьютерных наук Колледжа искусств и наук и директор магистерской программы BU по искусственному интеллекту (ИИ). «Мы постоянно используем технологии, чтобы помочь нам с небольшими заданиями и задачами».

Кейт Саенко, доцент CAS по информатике и директор магистерской программы BU по искусственному интеллекту. Фото Дэна Уоткинса

Несмотря на то, что не все эти технологии являются действительно искусственным интеллектом, Саенко говорит, что мы можем ожидать, что со временем они будут все ближе и ближе имитировать процесс принятия решений человеком. Когда мы дойдем до этого момента, задается она вопросом, очеловечим ли мы эти ИИ или по-прежнему будем думать о них как о технологиях?

«Мы черпаем вдохновение в человеческом обучении и интеллекте — это единственная известная нам модель, и именно ее мы пытаемся воспроизвести с помощью ИИ, — говорит она. «Наиболее распространенный подход, который мы используем сейчас, искусственная нейронная сеть, может быть разработан для интерпретации сложных данных, таких как расшифровка значения абзаца».

Эти сети ИИ становятся все больше и мощнее, но они все еще меркнут по сравнению с источником вдохновения. Саенко говорит, что компания NVIDIA разработала нейронную модель — самую большую такую ​​сеть из когда-либо созданных — которая, по ее утверждению, имеет один триллион соединений. Напротив, количество нейронных связей в человеческом мозгу оценивается в 100 триллионов.

Василис Зикопулос , Сарджент-колледж и адъюнкт-профессор физиологии человека MED. Фото Дэйва Грина

Чтобы ИИ продолжал развиваться и совершенствоваться, ученым сначала необходимо больше узнать о работе человеческого мозга. «Мы все еще пытаемся выяснить, как эта штука работает между нашими собственными ушами», — говорит Василис Зикопулос, Колледж медицинских и реабилитационных наук: доцент медицинских наук Сарджентского колледжа и Медицинской школы и директор лаборатории нейронаук человеческих систем Сарджента. . Он и другие исследователи BU составляют карту нейронных связей человеческого мозга и используют эти данные для создания компьютерной модели с искусственным интеллектом.

«Это будет еще один инструмент, который мы используем, чтобы понять, как человеческий мозг меняется в процессе развития», — говорит Зикопулос. «Как только мы сможем просмотреть все данные в компьютерной симуляции человеческого мозга, тогда мы сможем начать разрушать модель и посмотреть, как она реагирует по сравнению с людьми, которые, как мы знаем, страдают нарушениями сна, аутизмом, шизофренией, депрессией, и т. д.»

Зикопулос надеется, что в конечном итоге смоделированный мозг сможет использоваться клиницистами для моделирования мозга пациентов с целью диагностики психологических расстройств и заболеваний головного мозга, а также для разработки и проверки эффектов персонализированных методов лечения или вмешательств для улучшения здоровья мозга и благополучия пациентов.

«Как только вы получите более полное представление о структурных механизмах мозга, вызывающих расстройство, вы сможете выяснить, какие методы лечения или вмешательства могут иметь эффект», — говорит он. Он предполагает, что такие вмешательства могут включать глубокую стимуляцию мозга электродами или лекарства, влияющие на активность мозга. Однако, прежде чем смоделированный мозг сможет стать достаточно сложным, чтобы обеспечить такой уровень понимания и прогнозирования мозга отдельного пациента, необходимо будет охватить новую этическую основу.

Эрик Колачик, профессор математики и статистики CAS и директор Института вычислительной техники, вычислительной науки и техники им. Рафика Б. Харири при BU. Фото Сидни Скотта

«Людям придется прийти к единому мнению о том, как определять сознание, — говорит Зикопулос. «У нас до сих пор нет хорошего определения того, что это такое».

«Мы очень быстро окажемся, если мы еще этого не сделали, когда вопрос будет заключаться не только в определении границы между технологией и биологией, а в том, что нам потребуется помощь социологов и гуманитариев, чтобы определить: что значит быть человеком?» — говорит Эрик Колачик, профессор математики и статистики CAS и директор Института вычислительной техники и вычислительной науки и инженерии им. Рафика Б. Харири при BU. «Вспомогательные устройства и технологии, если мы доведем их до клеточного уровня — что это будет означать для того, что мы считаем человеком? И как мы ответственно направляем эти вопросы в обществе?»

Колачик говорит, что Институт Харири создан для проведения бесед, посвященных взаимодействию людей и технологий, например, о том, как человеческие склонности, такие как предубеждения, могут — и часто происходят — проникать в технологии.

«Это не новая проблема — осознавать, что если вы получили данные необъективно, это повлияет на ваш анализ, — говорит он. «Это проблема, требующая невероятного внимания, начиная от простого наличия предвзятости в наборе данных и заканчивая ее исправлением и обеспечением взаимодействия человека с компьютером, которое может быть максимально беспристрастным».

Инженерная биология

Ученые также используют информацию, полученную благодаря все более мощным технологиям обработки изображений, датчиков и зондирования, и применяют то, что мы узнали о механике тканей, клеток и молекул, для разработки новых биологических инструментов.

Представьте себе, например, будущее, в котором органы можно было бы выращивать синтетически или производить, чтобы решить глобальную нехватку органов для пересадки. Или пищевые белки или углеводы можно было бы производить для потребления по требованию, без необходимости выращивания целых животных или растений.

Крис Чен, ENG профессор биомедицинской инженерии, материаловедения и инженерии, а также директор-основатель Центра биологического дизайна BU. Предоставлено фотографией BU

«До сих пор биология в основном была наукой описания — как мы могли бы думать об астрономии — поскольку эта область была сосредоточена на попытках выяснить, как работают вещи», — говорит Крис Чен, профессор инженерного колледжа биомедицинской инженерии и материаловедения и инженерии, а также директор-основатель Центра биологического дизайна BU. «Инженерное дело всегда заключалось в том, чтобы попытаться понять что-то достаточно хорошо, чтобы использовать это с пользой… Произошел постепенный переход от разработки инструментов для понимания того, как работают вещи — инструменты молекулярной биологии, генной инженерии и т. д. — к мышлению «давайте создадим эти вещи, чтобы выяснить, что мы можем изменить и контролировать в биологической системе».

Идея «инженерной биологии» уже воплотилась в жизнь в виде CAR (химерных антигенных рецепторов) Т-клеточной терапии, которая может перевести генетически модифицированные иммунные клетки в режим атаки на трудноизлечимые виды рака; с разработкой генетически модифицированных растений, которые могут лучше противостоять условиям окружающей среды или погоде, связанной с изменением климата; и совсем недавно, и особенно, даже с изобретением синтетически полученной мРНК, используемой для питания COVID-19 Moderna и Pfizer-BioNTech.вакцина.

«Подобные разработки стали возможны только с появлением синтетической биологии и генной инженерии, — говорит Чен. «Теперь, когда грань размылась, я думаю, гораздо больше интереса к выяснению того, что мы можем контролировать».

Синтетическая биология — это развивающаяся область исследований, в рамках которой разрабатываются и изготавливаются новые биологические детали, устройства и системы, часто напрямую вдохновленные компьютерным оборудованием и программным обеспечением, а также части и внутренние механизмы живых клеток, организмов и других природных систем.

Очень высока вероятность того, что искусственные ткани или органы могут сильно отличаться от тех, с которыми мы родились. Хорошим примером являются самолеты, которые впервые были вдохновлены птицами. Сегодня они не похожи на птиц, но у обоих есть крылья.

Крис Чен

Более десяти лет назад Чен совместно с сотрудниками Института биологической инженерии Висса и Бостонской детской больницы изобрел технологию органов-на-чипе. Сегодня в продаже имеются органы-на-чипе — пластиковые микрочипы, содержащие структуры и ткани, имитирующие рабочие единицы человеческих органов. Они используются фармацевтическими компаниями для тестирования лекарственных соединений с большей точностью, чем исследовательские модели на животных, и разрабатываются для множества других будущих применений, включая персонализированную медицину.

И теперь, когда стало возможным имитировать единицы органов, такие как нефрон почки или воздушный мешок легкого, Чен говорит, что у ученых есть основные ступени для решения гораздо более амбициозных задач, таких как проектирование функциональных целых органов.

Как могут выглядеть эти структуры? «Очень высока вероятность того, что искусственные ткани или органы могут сильно отличаться от тех, с которыми мы родились», — говорит Чен. «Хорошим примером являются самолеты, которые впервые были вдохновлены птицами. Сегодня они не похожи на птиц, но у обоих есть крылья. Когда дело доходит до инженерных органов, когда мы начинаем лучше понимать, что важнее всего для функционирования, мы сможем отделить то, что необходимо, а что нет с точки зрения структуры и дизайна.

Синтетическая биология по запросу

«COVID, к лучшему или к худшему, показал миру, что на всех нас влияет биология, и наша способность быстро находить решения биологических проблем будет иметь жизненно важное значение в будущем», — говорит Дуглас Денсмор, профессор электротехники ENG. и вычислительная техника. Биология — это, по сути, природный способ программирования живых существ, что делает ее привлекательной платформой для инженеров, которые видят в ней потенциал для контроля за здоровьем людей или даже целых экосистем.

Дуглас Денсмор, профессор электротехники и вычислительной техники ENG. Фото Джеки Рикарди

«Мы с вами — живой, дышащий, полностью реализованный потенциал биологии», — говорит Денсмор. «Это биология создает наши мысли и слова. Это биология контролирует то, что мы сами собрались, чтобы иметь две руки, две руки. В 1940-х, 50-х и 60-х люди поняли, что мы можем взять кремний и добавить электроны, чтобы сделать проводники и компьютеры. Теперь вместо компьютеров мы можем читать и записывать ДНК. Это новый способ кодирования информации».

Денсмор хочет вовлечь молодежь в будущее синтетической биологии; он является главным исследователем трехлетнего гранта Министерства обороны США в размере 2,3 миллиона долларов, который предоставит старшеклассникам, недостаточно обеспеченным учебой, ускоренный курс по всем вопросам синтетической биологии и доступ к биотехнологическим компаниям.

В своей лаборатории он работает над тем, чтобы сделать биологические инновации такими же доступными, как размещение индивидуального заказа. Денсмор предполагает, что когда-нибудь синтетическая биология сможет получить еще более широкое распространение, возможно, через еще не изобретенные машины, которые можно будет установить в наших домах, такие же распространенные, как принтеры.

«Центры биопроизводства могут быть использованы по запросу для создания продуктов питания, лекарств, материалов, возможно, даже единиц устойчивой энергии», — говорит Денсмор. «Эти центры или машины могут производить инженерные бактерии, которые помогут удобрять наши сады, клетки, которые выглядят и имеют вкус, как сладкий картофель, или экологически чистые строительные материалы для устранения протечек в наших домах».

COVID, к лучшему или к худшему, показал миру, что на всех нас влияет биология, и наша способность быстро разрабатывать решения биологических проблем будет иметь жизненно важное значение в будущем.

Дуглас Денсмор

Эллисон Сгро, доцент кафедры биомедицинской инженерии ENG, скорее всего, хотела бы, чтобы такая машина была способна откачивать ткани по требованию для защиты и заживления ран лучше, чем современные пластыри. «Наши нынешние стратегии заживления ран несовершенны; мы можем вылечить глубокий порез, но у нас это плохо получается», — говорит она. «У микробных популяций есть гораздо лучшие способы реструктуризации, надежной адаптации для выживания — я нахожу их набор инструментов для выживания неожиданно вдохновляющим».

Сгро изучает, как микробы реагируют на изменяющуюся среду и процветают в ней — она ищет биологические «алгоритмы», которые они используют для восприятия окружающей среды, обработки этой информации и соответствующей адаптации. По словам Сгро, слизевики впечатлили ее тем, как они создают для себя новые функции для решения таких проблем, как нехватка продовольствия или нестабильность окружающей среды.

«Можем ли мы создать систему, в которой любой человек сможет динамически реагировать и «исправлять» себя в ответ на угрозу?» Сгро удивляется. «Можем ли мы когда-нибудь доставить к ране жидкое средство, которое будет динамически определять состояние раны и со временем адаптироваться, чтобы поддерживать заживление раны на каждом этапе процесса? Прямо сейчас мы должны менять лечение на каждом этапе пути. Если бы само лечение «знало» лучший способ лечения инфекции, оно действительно могло бы изменить жизнь пациентов, которые живут в условиях ограниченных ресурсов и которые не могут легко обращаться к врачу несколько раз».

Sgro надеется, что аналогичный подход можно будет использовать даже для разработки динамических методов лечения рака, лечения сложных инфекций или лечения множества других состояний. И возможности могут выходить далеко за пределы человеческого здоровья. Она мечтает о том дне, когда микробы можно будет использовать для очистки от экологических опасностей, таких как разливы нефти или атмосферный углерод, а затем безопасно самоуничтожаться.

«Я думаю, что в будущем у нас будет намного больше рабочих мест для живых машин», — говорит Сгро. «Такие проблемы, как изменение климата, потребуют двустороннего подхода, когда мы одновременно меняем свое поведение и разрабатываем новые технологии. Живые системы уже умеют справляться с углекислым газом» — просто взгляните на растения.