సింథటిక్ బయాలజీ: ఇది ఏమిటి మరియు వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థతో దాని సంబంధం
సింథటిక్ బయాలజీ గురించి మరింత తెలుసుకోండి, మనకు కావలసిన వాటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి జీవులను సంశ్లేషణ చేయగల శాస్త్రం మరియు అది పర్యావరణంతో ఎలా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది
అన్‌స్ప్లాష్‌లో బిల్ ఆక్స్‌ఫర్డ్ చిత్రం
మీరు ధరించే దుస్తులను సాలెపురుగులు మరియు కీటకాలు ఉత్పత్తి చేస్తున్నాయా? ఇది వింతగా అనిపిస్తుంది, కానీ ఇప్పటికే కంపెనీలు దీన్ని చేస్తున్నాయి. పరిశోధకులు సాలెపురుగుల DNA ను అధ్యయనం చేశారు మరియు అవి సిల్క్ ఫైబర్‌లను ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తాయో విశ్లేషించారు. అందువల్ల, వారు ప్రయోగశాలలో నీరు, చక్కెర, ఉప్పు మరియు ఈస్ట్ నుండి తయారైన ఫైబర్‌ను పునరుత్పత్తి చేయగలిగారు, సూక్ష్మదర్శిని క్రింద, సహజమైన రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఆవు నుండి రాని "ఆవు పాలు" మరియు చేపల జిగట పదార్థం నుండి ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉక్కు కంటే బలమైన ఫిలమెంట్ కూడా ఇప్పటికే ఉంది. సింథటిక్ బయాలజీ యొక్క అనువర్తనానికి ఇవన్నీ ఉదాహరణలు.
సింథటిక్ జీవశాస్త్రం
20వ శతాబ్దం చివరలో, ఒక బయోటెక్నాలజీ విప్లవం ప్రారంభమైంది, దీనిలో జీవశాస్త్రం యొక్క కొత్త తంతువులు ఉద్భవించాయి. సింథటిక్ బయాలజీ అనేది 2003లో అధికారికంగా కనిపించినప్పటి నుండి ప్రాముఖ్యతను సంతరించుకుంది మరియు పరిశ్రమ, పర్యావరణం మరియు మానవ ఆరోగ్యంలో దాని ప్రధాన అనువర్తన అవకాశాలను కలిగి ఉంది.
సింథటిక్ బయాలజీ యొక్క నిర్వచనం కొత్త జీవ భాగాల నిర్మాణంతో పరిశోధన యొక్క వివిధ రంగాల (కెమిస్ట్రీ, బయాలజీ, ఇంజనీరింగ్, ఫిజిక్స్ లేదా కంప్యూటర్ సైన్స్) ఏకీకరణ ద్వారా ఇవ్వబడింది, ఇది ఇప్పటికే ఉనికిలో ఉన్న సహజ జీవ వ్యవస్థల పునఃరూపకల్పనను కూడా కలిగి ఉంటుంది. రీకాంబినెంట్ DNA టెక్నాలజీని ఉపయోగించడం (వివిధ మూలాల నుండి వచ్చిన DNA క్రమం) సింథటిక్ బయాలజీకి ఒక సవాలు కాదు, ఎందుకంటే ఇది ఇప్పటికే జరుగుతుంది; మానవత్వం యొక్క ప్రస్తుత అవసరాలను తీర్చే జీవులను రూపొందించడం పందెం.
సింథటిక్ జీవశాస్త్రం యొక్క మిత్రుడు బయోమిమిక్రీ, ఇది ప్రకృతి ప్రేరణతో మన అవసరాలకు పరిష్కారాలను వెతుకుతుంది. సింథటిక్ బయాలజీతో ఒక భాగం మాత్రమే కాకుండా మొత్తం వ్యవస్థలను పునఃసృష్టి చేయడం సాధ్యమవుతుంది.
2010 నుండి సింథటిక్ బయాలజీకి మంచి పేరు వచ్చింది. ఆ సంవత్సరం, అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త జాన్ క్రెయిగ్ వెంటర్ తెలివిగల ఏదో సాధించగలిగాడు: అతను చరిత్రలో మొట్టమొదటి కృత్రిమంగా జీవించిన ప్రయోగశాల జీవిని సృష్టించాడు. అతను ఒక కొత్త జీవిత రూపాన్ని సృష్టించలేదు, కానీ డిజిటల్ డేటా నుండి సృష్టించబడిన DNA ను "ముద్రించాడు" మరియు దానిని సజీవ బాక్టీరియంలోకి ప్రవేశపెట్టాడు, దానిని బ్యాక్టీరియా యొక్క సింథటిక్ వెర్షన్‌గా మార్చాడు. మైకోప్లాస్మా మైకోయిడ్స్. "తల్లిదండ్రులు కంప్యూటర్ అయిన మొదటి జీవి" ఇదే అని వెంటర్ పేర్కొన్నాడు.
ఈ రోజు ఇంటర్నెట్‌లో డేటాబేస్ అందుబాటులో ఉంది, వేల సంఖ్యలో DNA “వంటకాలు” ముద్రించబడతాయి, వీటిని పిలుస్తారు బయోబ్రిక్స్. సింథటిక్ జీనోమ్‌తో కూడిన బాక్టీరియా వారి సహజ సంస్కరణ వలె సరిగ్గా అదే విధంగా పని చేస్తుంది మరియు మేము బ్యాక్టీరియాను రీప్రోగ్రామ్ చేయగలుగుతాము మరియు పట్టు మరియు పాలు వంటి కొన్ని పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి వాటిని మనకు కావలసిన విధంగా పని చేయగలము.
ఈ టెక్స్ట్ ప్రారంభంలో పేర్కొన్న సాలెపురుగుల పరిశీలన నుండి సిల్క్ ఫైబర్స్ ఉత్పత్తికి బాధ్యత వహించే సంస్థ బోల్ట్ థ్రెడ్స్. కృత్రిమ "ఆవు పాలు" ముఫ్రి, దీనిని ఇద్దరు శాకాహారి బయో ఇంజనీర్లు సృష్టించారు. ఇది బీర్ వలె అదే సూత్రాలపై ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది మరియు పదార్థాల మిశ్రమం (ఎంజైమ్‌లు, ప్రోటీన్లు, కొవ్వులు, కార్బోహైడ్రేట్లు, విటమిన్లు, ఖనిజాలు మరియు నీరు). ఈ "సింథటిక్ మిల్క్" అసలు రుచి మరియు పోషక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. హైపర్-రెసిస్టెంట్ ఫిలమెంట్ అనేది బెంథిక్ ల్యాబ్స్ లాబొరేటరీ యొక్క పని, ఇది తాడులు, ప్యాకేజింగ్, దుస్తులు మరియు ఆరోగ్య ఉత్పత్తులు వంటి వివిధ పదార్థాలను తయారు చేస్తుంది. హాగ్ ఫిష్ (మిక్సిని అని కూడా పిలువబడే చేపల జాతి). చేపల DNA కోడ్ బ్యాక్టీరియా కాలనీలోకి ప్రవేశపెట్టబడింది, ఇది ఫిలమెంట్‌ను సంశ్లేషణ చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. ఇది వెంట్రుకల స్ట్రాండ్ కంటే పదిరెట్లు సన్నగా ఉంటుంది, నైలాన్, స్టీల్ కంటే బలంగా ఉంటుంది మరియు శోషక మరియు యాంటీమైక్రోబయల్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.
అధ్యయనాలు పురోగమిస్తున్నప్పుడు మనం అటువంటి "సహజ" వనరులను పునఃసృష్టించగలిగితే, సింథటిక్ జీవశాస్త్రం కొన్ని ముడి పదార్థాల వినియోగాన్ని భర్తీ చేయగలదు. అందువల్ల, ఈ సాంకేతికతను వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థ యొక్క భావనకు గొప్ప ప్రాముఖ్యత కలిగిన అంశంగా పరిచయం చేయవచ్చు, చమురు చిందటం లేదా ప్లాస్టిక్‌ను తినే బ్యాక్టీరియాను గ్రహించే సాంకేతికతలు వంటివి.
వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థలో సింథటిక్ బయాలజీని చేర్చడం
అన్‌స్ప్లాష్‌లో రోడియన్ కుట్సేవ్ చిత్రం
వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థ అనేది ఒక సంవృత చక్రాన్ని సూచించే నిర్మాణ నమూనా, దీనిలో నష్టం లేదా వ్యర్థాలు లేవు. ఎల్లెన్ మకార్తుర్ ఫౌండేషన్ ప్రకారం వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థ యొక్క మూడు సూత్రాలు:
- సహజ మూలధనాన్ని సంరక్షించడం మరియు పెంచడం, పరిమిత స్టాక్‌లను నియంత్రించడం మరియు పునరుత్పాదక వనరుల ప్రవాహాలను సమతుల్యం చేయడం;
- సాంకేతిక మరియు జీవ చక్రాలలో అన్ని సమయాలలో అత్యధిక స్థాయి యుటిలిటీ యొక్క వనరులు, ప్రసరణ ఉత్పత్తులు, భాగాలు మరియు పదార్థాల ఉత్పత్తిని ఆప్టిమైజ్ చేయండి;
- సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రోత్సహించడం, ప్రతికూల బాహ్యతలను బహిర్గతం చేయడం మరియు ప్రాజెక్ట్‌లలో వాటిని మినహాయించడం.
మేము ప్రస్తుతం సరళ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలో జీవిస్తున్నాము. మేము వెలికితీస్తాము, ఉత్పత్తి చేస్తాము, వినియోగిస్తాము మరియు పారవేస్తాము. కానీ సహజ వనరులు పరిమితమైనవి మరియు మనం వాటిని సంరక్షించాలి - ఇది వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థ యొక్క మొదటి సూత్రం.
సింథటిక్ బయాలజీతో, భవిష్యత్తులో, కొన్ని సహజ వనరుల వెలికితీతను భర్తీ చేయగల సామర్థ్యం మనకు ఉండవచ్చు. పర్యావరణాన్ని పరిరక్షించడంతో పాటు, మేము పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని ఆదా చేస్తాము మరియు ఊయల నుండి ఊయల నమూనాకు దగ్గరగా ఉంటాము (ఊయల ఊయల - వ్యర్థాల ఆలోచన ఉనికిలో లేని వ్యవస్థ).
పదార్థాలను భర్తీ చేయడం
బ్యాక్టీరియాను నియంత్రించే సామర్థ్యం మరియు వాటిని మనకు పని చేసేలా చేయడం వల్ల విభిన్న ప్రత్యామ్నాయ ఇన్‌పుట్‌లు లేదా ప్రక్రియలను సృష్టించవచ్చు. ఉదాహరణకు: కొత్త బయోడిగ్రేడబుల్ మెటీరియల్‌ల సృష్టి, ఇది ఇప్పుడు ఇతర జీవులకు పోషకాలుగా, పంటలకు ఎరువుగా ఉపయోగపడుతోంది.
సింథటిక్ జీవశాస్త్రం ద్వారా సృష్టించబడిన కొన్ని రకాల పాలిమర్‌లు ఇప్పటికే ఉన్నాయి, చక్కెర పులియబెట్టడం నుండి తయారైన ప్లాస్టిక్ మరియు మట్టిలోని సూక్ష్మజీవులతో సహజంగా క్షీణించింది. మొక్కజొన్న, బంగాళదుంపలు, చెరకు, కలప వంటి బయోప్లాస్టిక్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇతర పదార్థాలను కూడా ఉపయోగించవచ్చు. మష్రూమ్ మైసిలియం (క్రింద ఉన్న చిత్రం)తో తయారు చేయబడిన ప్యాకేజీలు కూడా ఉన్నాయి, వీటిని అచ్చు వేయవచ్చు మరియు స్టైరోఫోమ్‌ను భర్తీ చేయవచ్చు.
చిత్రం: మైకోబాండ్ ద్వారా వ్యవసాయ వ్యర్థాల నుండి మైసిలియం బయోమెటీరియల్‌ని ఉపయోగించి ఎకోవేటివ్ డిజైన్ తయారు చేసిన బయోడిగ్రేడబుల్ ప్యాకేజింగ్ (CC BY-SA 2.0) కింద లైసెన్స్ పొందింది.
ప్రపంచవ్యాప్తంగా మూల్యాంకనం చేయబడే ఇతర అప్లికేషన్‌లు ఇంకా అభివృద్ధి దశలోనే ఉన్నాయి... సింథటిక్ రబ్బరు నేడు పూర్తిగా పెట్రోకెమికల్ మూలాల నుండి తీసుకోబడింది, కాబట్టి పరిశోధనలు టైర్‌లను తయారు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాయి బయోఐసోప్రేన్. మొక్కల ఎంజైములు జన్యు బదిలీ ద్వారా సూక్ష్మజీవులలోకి ప్రవేశపెడతాయి, తద్వారా ఐసోప్రేన్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. బ్రెజిల్‌లో, నియంత్రిత పరిస్థితుల్లో సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగించి మీథేన్‌ను బయోడిగ్రేడబుల్ ప్లాస్టిక్‌గా మార్చే పద్ధతిని అధ్యయనం చేస్తున్నారు. రసాయనాలు, యాక్రిలిక్, వ్యాక్సిన్ అభివృద్ధి, వ్యవసాయ వ్యర్థాల చికిత్స, యాంటీబయాటిక్స్, ఇతరులతో పాటు, సింథటిక్ బయాలజీ ఉత్పత్తులకు ఉదాహరణలు, ఇవి స్ట్రీమ్‌లో మళ్లీ చొప్పించబడతాయి, ఇవి చక్రీయ వ్యవస్థను సృష్టిస్తాయి.
వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థ యొక్క రెండవ సూత్రాన్ని చేర్చడానికి, సింథటిక్ బయాలజీ స్థిరమైన మరమ్మత్తులు, భాగాలను మార్చడం లేదా చాలా తరచుగా కొత్త ఉత్పత్తులను కొనుగోలు చేయాల్సిన అవసరం లేకుండా మరింత నిరోధక మరియు ఎక్కువ కాలం ఉండే పదార్థాలను సృష్టించగలదు. మెటీరియల్‌లు ఇతర ప్రక్రియలలో సులభంగా తిరిగి ఉపయోగించబడేవి, కొత్త ఉత్పత్తులను సృష్టించడం కోసం లేదా సులభంగా రీసైకిల్ చేయగలవు. ఈ ఊహాజనిత పదార్థాలన్నీ ఈ పరిస్థితులను కలిగి ఉంటే, అవి వ్యర్థంగా మారవు, కాలుష్యం తగ్గడం మరియు పల్లపు ప్రదేశాలలో పారవేయడం, అంటే అవి ఉపయోగం కోసం తిరుగుతూనే ఉంటాయి.
కథ యొక్క మరొక వైపు
ఈ సాంకేతికత ఇప్పటికీ చాలా ఇటీవలిది మరియు సింథటిక్ వాటితో భర్తీ చేయగల మరిన్ని ఉపయోగాలు మరియు పదార్థాల ఆవిష్కరణతో, పర్యావరణం నుండి వనరుల వెలికితీత తగ్గుతుంది, ఇది సహజంగా కోలుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. పర్యావరణం యొక్క స్థితిస్థాపకతను పునరుద్ధరించడం ద్వారా, సమతుల్యత పునరుద్ధరించబడుతుంది మరియు మనం మరింత స్థిరమైన గ్రహం మీద జీవించగలుగుతాము.
కానీ ప్రతిదీ మంచి వంటి, కొన్ని అసమానత ఉన్నాయి. తీవ్రమైన జన్యు ఇంజనీరింగ్‌గా కూడా పరిగణించబడే ఈ శాస్త్రీయ శాఖకు అధికారిక అభిప్రాయాలు అవసరం. ఉత్పత్తులు వాణిజ్యీకరించబడకముందే నష్టాలు మరియు ప్రయోజనాలు స్పష్టంగా కనిపించేలా, ఏదైనా లోపం సంభవించే అవకాశాన్ని నివారించడానికి వివరణాత్మక నిబంధనలు మరియు సిఫార్సులను కలిగి ఉండాలి. సింథటిక్ బయాలజీలో ప్రారంభ ప్రయోగాలు ఆర్థికంగా చాలా ఆశాజనకంగా ఉన్నందున, ఇంకా చాలా పరిమితులు లేవు, ఇది సమస్య కావచ్చు.
పర్యావరణంలో అనూహ్యంగా పని చేసే కృత్రిమ సూక్ష్మజీవుల సృష్టితో జీవవైవిధ్యం కోల్పోవడం సంభవించే ప్రతికూల ప్రభావాలలో ఒకటి. ఉదాహరణకు: ఉద్దేశపూర్వకంగా లేదా కృత్రిమ సూక్ష్మ జీవిని విడుదల చేయకపోతే, కొన్నిసార్లు ప్రకృతిలో వినబడని, అది ఆక్రమణదారుడిలా ప్రవర్తించి వ్యాప్తి చెందుతుంది, మొత్తం పర్యావరణ వ్యవస్థలకు అంతరాయం కలిగిస్తుంది మరియు "వేటాడడం" మరియు అన్ని బ్యాక్టీరియాను తొలగించడం అసాధ్యం. పర్యావరణం.
సామాజిక సమస్యలో, అభివృద్ధి చెందిన దేశాల కంటే పేద దేశాలు చాలా ఎక్కువగా నష్టపోతాయి. ఒక నిర్దిష్ట ఉత్పత్తి యొక్క భారీ ఉత్పత్తి కోసం సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగించడం వల్ల మొత్తం సహజ పంటలను భర్తీ చేయవచ్చు, లక్షలాది కుటుంబాలను నిరుద్యోగులుగా వదిలివేస్తారు. అయినప్పటికీ, బ్యాక్టీరియాను పోషించడానికి మోనోకల్చర్‌ల అవసరం ఉంటుంది, ఎందుకంటే వాటి శక్తి వనరు బయోమాస్.
పెద్ద ప్రమాణాలలో, కొన్ని ఉత్పత్తులకు చక్కెర వంటి సేంద్రీయ పదార్థాలు చాలా అవసరం. బహుశా, నిరుద్యోగ కుటుంబాలు చెరకును మాత్రమే నాటడం ప్రారంభిస్తాయి (జీవ ఇంధనాలు ఇప్పటికే భూమి వినియోగంలో పెద్ద మార్పులను తీసుకువచ్చాయి), ఇది భూమి, నీరు మరియు పురుగుమందుల వాడకంపై ప్రభావం చూపుతుంది.
ఈ ప్రశ్నలన్నీ నేరుగా బయోఎథిక్స్‌కు సంబంధించినవి. సింథటిక్ జీవశాస్త్రం యొక్క శక్తి అపారమైనది. జీవులను మనకు కావలసిన విధంగా రూపొందించడం వాటిని ఊహించలేనిదిగా చేస్తుంది, కాబట్టి శాస్త్రవేత్తలు మరియు సమాజం ప్రభుత్వాల మద్దతుతో ఈ శక్తిని బాధ్యతాయుతంగా మరియు సురక్షితంగా ఉపయోగించాలి. ఇది ఎల్లప్పుడూ ఒక గమ్మత్తైన ప్రశ్న.
ఈ సానుకూల లేదా ప్రతికూల కారకాలు అన్నీ వృత్తాకార ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు మన గ్రహానికి సహాయపడతాయి లేదా దెబ్బతీస్తాయి. అయితే ఈ అంశంపై ఇంకా చాలా చర్చలు జరగాల్సి ఉంది మరియు ఇంకా చాలా జ్ఞానం ఉంది. సింథటిక్ బయాలజీ భవిష్యత్తు కోసం ఒక ధోరణి అని తిరస్కరించడం లేదు, అయితే ఈ అధునాతన సాంకేతికత ఎలా వర్తించబడుతుందో నిర్వచించడం అత్యంత ముఖ్యమైన విషయం.
సింథటిక్ బయాలజీ యొక్క పరిణామాలపై క్లిష్టమైన వీడియోను చూడండి.
