Informasi

25.1: Pengantar Biologi Sintetis - Biologi

25.1: Pengantar Biologi Sintetis - Biologi


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sebuah sel seperti robot yang harus mampu merasakan lingkungan dan keadaan internal, melakukan perhitungan dan membuat penilaian, dan menyelesaikan tugas atau fungsi. Biologi sintetik menggabungkan teknologi, ilmu pengetahuan, dan rekayasa untuk membangun perangkat dan sistem biologis untuk tujuan yang bermanfaat termasuk solusi untuk masalah dunia di bidang kesehatan, energi, lingkungan, dan keamanan.

Biologi sintetis melibatkan setiap tingkat biologi, dari DNA hingga jaringan. Ahli biologi sintetis bertujuan untuk membuat lapisan abstraksi biologis seperti yang ada di komputer digital untuk membuat sirkuit dan program biologis secara efisien. Salah satu tujuan utama dalam biologi sintetik adalah pengembangan seperangkat alat standar dan terdefinisi dengan baik untuk membangun sistem biologis yang memungkinkan tingkat abstraksi yang tersedia bagi insinyur listrik yang membangun sirkuit kompleks untuk tersedia bagi ahli biologi sintetik.

Biologi sintetis adalah bidang yang relatif baru. Ukuran dan kompleksitas sirkuit genetik sintetik sejauh ini kecil, pada urutan enam hingga sebelas promotor. Sirkuit genetik sintetis tetap kecil dalam ukuran total

(103 - 105 pasangan basa) dibandingkan dengan ukuran genom khas pada mamalia atau hewan lain (105 - 107 pasangan basa) juga.

Salah satu tonggak pertama dalam biologi sintetik terjadi pada tahun 2000 dengan represilator. Represilator [2] adalah jaringan pengatur genetik sintetik yang bertindak seperti sistem osilator listrik dengan periode waktu tetap. Sebuah protein fluorescent hijau diekspresikan dalam E. coli dan fluoresensi diukur dari waktu ke waktu. Tiga gen dalam loop umpan balik diatur sehingga setiap gen menekan gen berikutnya dalam loop dan ditekan oleh gen sebelumnya.

Represilator berhasil menghasilkan fluktuasi periodik dalam fluoresensi. Ini menjabat sebagai salah satu kemenangan pertama dalam biologi sintetis. Prestasi lain dalam dekade terakhir termasuk kontrol populasi bakteri terprogram, pembentukan pola terprogram, komunikasi sel-sel buatan dalam ragi, penciptaan gerbang logika dengan komplementasi kimia dengan faktor transkripsi, dan sintesis lengkap, kloning, dan perakitan genom bakteri.


Biologi Sintetis: Prinsip dan Aplikasi

00:00:11.19 Halo, nama saya Jan Roelof van der Meer, saya
00:00:14.10 profesor mikrobiologi di Universitas Lausanne di
00:00:16.23 Swiss. Hari ini saya ingin berbicara dengan Anda tentang
00:00:19.20 biologi sintetik. Tentang prinsip-prinsip biologi sintetik,
00:00:22.17 dan beberapa aplikasinya. Beberapa dari Anda mungkin sangat berbeda
00:00:26.10 perspektif dan ide tentang apa itu biologi sintetik.
00:00:28.29 Anda mungkin pernah mendengar kata itu, Anda mungkin telah mengaitkannya
00:00:30.26 dengan organisme plastik atau dengan organisme yang melakukan berbagai
00:00:34.08 karakteristik aneh. Tapi mungkin, ini bukan apa
00:00:37.06 biologi sintetis sebenarnya. Jadi tujuan saya hari ini adalah
00:00:40.22 untuk menjelaskan konsep biologi sintetik
00:00:43.28 dan membandingkannya dengan cara normal para ahli biologi
00:00:46.10 bekerja ketika mereka mencoba memahami makhluk hidup. Setelah
00:00:49.25 itu, saya akan memberi tahu Anda sesuatu tentang arahan penelitian itu
00:00:52.23 sedang berlangsung dalam biologi sintetik, dan saya ingin menjelaskan
00:00:56.05 beberapa hasil karya kami sendiri, yaitu tentang bioreporter sintetis
00:00:59.17 sel yang menurut kami berguna untuk tujuan lingkungan.
00:01:02.22 Jadi, jika kita berpikir tentang biologi, ini benar-benar tentang pemahaman
00:01:07.05 organisme hidup dalam segala aspeknya. Jadi Anda mungkin berpikir bahwa
00:01:11.12 biologi adalah tentang pergi ke hutan dan melihat
00:01:14.22 gajah, tapi sebagai ahli mikrobiologi, kita sering hanya melihat
00:01:17.19 bakteri, organisme mikroskopis. Jadi apa yang Anda lihat di sini?
00:01:20.19 adalah ruang pertumbuhan kecil yang kami kembangkan untuk
00:01:23.19 lihat perilaku bakteri sel tunggal yang bisa Anda lihat
00:01:26.06 di sini sebagai batang kecil ini. Dan apa alat kecil ini
00:01:29.08 lakukan adalah kita bisa memberi makan bakteri dari sisi kiri
00:01:32.24 lalu lihat perilaku mereka di sisi kanan. Jadi itu benar-benar
00:01:36.04 sangat sederhana dalam arti melihat apa itu organisme
00:01:40.18 lakukan. Biologi sering menggunakan observasi, hanya observasional
00:01:45.12 teknik untuk mempelajari perilaku. Jadi di sini di sisi kiri,
00:01:49.04 Anda dapat melihat misalnya bagaimana bakteri, meskipun mereka
00:01:51.29 sangat kecil, gunakan flagela untuk bergerak maju
00:01:56.07 mencari nutrisi atau kondisi yang mereka miliki. Anda bisa melihat
00:01:59.25 gerakan spiral flagela yang mendorong sel-sel menjadi satu
00:02:03.14 arah, dan jika mereka ingin mengubah arah, Anda dapat melihatnya
00:02:06.17 flagela menjadi tidak teratur dan mereka dapat memutar sel untuk masuk
00:02:10.02 arah lain. Anda dapat melihat pada gambar lain di sini lebih dekat,
00:02:13.17 bahwa ini adalah pengamatan dari satu individu Daphnia. Dan Daphnia
00:02:17.22 adalah makhluk air kecil yang hidup di sebagian besar habitat air tawar.
00:02:22.11 Dan apa yang Anda lihat di sini adalah gerakan kakinya dan
00:02:26.00 jantung dan organ dalam. Jadi organisme itu cukup
00:02:28.20 transparan sehingga Anda dapat menyimpannya di bawah mikroskop. Disini kita
00:02:31.13 simpan di kandang kecil, tempat organisme duduk dan diberi makan
00:02:35.16 dengan air tawar. Dan kita bisa mengamati bagaimana reaksinya.
00:02:38.05 Jadi observasi benar-benar merupakan salah satu alat penting bagi para ahli biologi
00:02:40.28 dapat digunakan. Alat lain yang banyak digunakan ahli biologi adalah pemahaman
00:02:46.18 dari penciptaan mutasi. Jadi apa itu mutasi?
00:02:49.19 Mutasi adalah perubahan yang kita buat pada DNA, secara turun temurun
00:02:53.29 materi organisme. Sekali lagi di sini Anda melihat yang sangat sederhana
00:02:56.26 contoh, di sisi kiri Anda melihat sel bakteri liar
00:03:03.26 disebut Bacillus subtilis. Yang merupakan bakteri yang biasanya
00:03:06.19 berdiam di dalam tanah, ia dapat membuat spora, ia tahu caranya
00:03:10.04 bertahan dengan sangat baik. Untuk memahami bagaimana sel ini
00:03:13.11 membagi, peneliti telah membuat mutan yang tidak bisa membuat
00:03:15.28 dinding sel yang tepat. Jadi misalnya, jika Anda melihat sel khusus ini
00:03:20.16 di sini, itu benar-benar bulat dan meledak karena membawa
00:03:24.05 mutasi pada gen yang penting untuk membuat sel
00:03:27.00 dan sebaliknya mempertahankan sel sebagai bentuk batang yang bagus
00:03:30.25 struktur yang Anda lihat di sebelah kiri. Jadi dengan mengetahui di mana ini
00:03:33.29 mutasi, kita bisa mencoba memahami bagaimana organisme
00:03:36.18 mengatur dirinya sendiri dan membuat dinding sel ini. Yang ketiga penting
00:03:41.06 aspek yang digunakan biologi adalah apa yang kita sebut diseksi.
00:03:44.11 Jadi kami ingin memisahkan hal-hal dalam biologi untuk memahami.
00:03:48.02 Ini bisa menjadi diseksi anatomis, seperti yang Anda lihat di sini untuk lebah di mana
00:03:53.02 penyelidik dari departemen kami sendiri membedah lebah untuk
00:03:57.05 memahami bagaimana usus lebah dan organ dalam lebah
00:04:00.16 bekerja. Dan bagaimana mereka berinteraksi dengan bakteri yang hidup di
00:04:03.20 usus lebah. Jadi Anda bisa lihat di sini, seorang peneliti sedang mempersiapkan
00:04:06.22 usus lebah untuk memahami hal ini. Bukan hanya
00:04:10.19 diseksi anatomis yang digunakan para ahli biologi, tetapi semakin banyak, kami
00:04:13.24 juga menggunakan pembedahan genetik. Jadi kami ingin mengerti
00:04:16.26 DNA terbuat dari apa di setiap organisme hidup dan bagaimana
00:04:21.20 ini berkontribusi pada rencana seluruh tubuh dan bagaimana keseluruhannya
00:04:24.26 berfungsinya organisme tertentu itu. Mungkin kamu punya
00:04:27.13 melihat diseksi genetik DNA sebelumnya, apa yang Anda lihat di sini
00:04:31.02 misalnya, adalah kultur sel di sebelah kiri, sepertinya jika Anda
00:04:34.10 makan sup, sup keruh. Ini karena supnya
00:04:39.20 kultur mengandung jutaan sel bakteri
00:04:42.07 bahwa Anda dapat membukanya dengan lisis dan kemudian Anda dapat mengisolasi
00:04:45.29 DNA yang dalam larutan terlihat seperti larutan halus ini.
00:04:49.14 Bahan halus ini, bahan putih-putih ini. Jika Anda menempatkan ini
00:04:52.22 bahan berwarna putih di bawah mikroskop, di sini di bawah
00:04:54.24 mikroskop gaya atom, Anda dapat melihatnya membentuk semacam
00:04:57.22 rantai mutiara yang bisa Anda amati. Dan Anda dapat menggambar dengan pasti
00:05:01.20 kesimpulan dari itu, tetapi yang lebih penting, untuk DNA, kita sering melihat
00:05:05.13 urutan gen. Jadi kita pisahkan DNAnya, kita tentukan
00:05:08.28 basis demi basis seperti apa DNA itu. Dan itu ditunjukkan di sini di
00:05:11.19 jejak di bawah, di mana setiap puncak yang Anda lihat berbeda
00:05:15.18 warna, merah atau hijau atau biru, berarti dasar yang berbeda
00:05:19.17 yang DNA-nya dibuat. Sekarang jika kita mengambil semua urutan itu
00:05:24.12 bersama-sama, jadi kami mencoba mengubahnya menjadi kode, hanya
00:05:28.18 kode A, C, G, dan T, Anda bisa mendapatkan yang sangat bagus
00:05:31.22 dan buku tebal. Ini adalah awal, jika Anda suka, dari
00:05:35.14 urutan genom bakteri tunggal. Bakteri ini
00:05:38.16 tidak memiliki genom yang sangat besar, hanya sekitar 6 juta karakter.
00:05:42.07 Tetapi jika Anda berpikir tentang halaman ini yang berisi 2000 karakter
00:05:45.08 per halaman, maka Anda masih membutuhkan 3000 halaman untuk mencetak keseluruhannya
00:05:49.01 genom bakteri, buku yang cukup tebal. Dan jika Anda berpikir
00:05:51.23 bahwa genom manusia seribu kali lebih besar, kalau begitu
00:05:54.11 itu akan menjadi genom yang sangat besar. Jadi biasanya kita tidak
00:05:56.12 cetak itu, karena akan memakan terlalu banyak ruang.
00:05:59.05 Sekarang tujuan sebenarnya dalam biologi, khususnya biologi molekuler adalah untuk
00:06:02.25 mengerti apa arti sebenarnya dari urutan ini. Semua
00:06:05.07 surat-surat ini yang ada di sana. Apa yang mereka lakukan? Bagaimana ini bisa terjadi?
00:06:08.26 rencana penting untuk bakteri atau organisme hidup yang
00:06:12.28 ada? Jadi yang sering kita lakukan adalah mencoba menatap ke dalam
00:06:16.23 urutkan dan lakukan analisis fitur penting yang ini
00:06:19.25 urutan dapat berisi. Jadi seperti yang Anda tahu, urutannya mengandung
00:06:23.08 untuk protein, untuk RNA, ada sinyal pada DNA yang
00:06:27.22 penting untuk mengarahkan protein tertentu agar benar-benar membaca
00:06:31.11 instruksi dalam DNA dan membentuk bagian-bagian sel yang dibutuhkan.
00:06:34.24 Jadi yang benar-benar penting adalah kita memahami apa
00:06:38.04 urutan DNA seperti itu berarti. Dan seperti yang saya katakan, ini bisa berarti
00:06:41.01 urutan yang sangat besar. Jadi ketika kita melihat yang khusus ini
00:06:44.12 bagian, Anda dapat melihat beberapa hal yang ahli biologi
00:06:46.10 mencoba menafsirkan. Ini adalah kasus genom bakteri.
00:06:49.07 Jadi apa yang kita lihat di sini dalam apa yang disebut membaca
00:06:51.25 frame, sebenarnya adalah wilayah yang dibutuhkan sel untuk
00:06:55.18 mengenali, oh ini adalah bagian dari DNA yang harus saya
00:06:58.00 membuat mRNA dan kemudian protein. Bingkai bacaan harus
00:07:01.11 sudah mulai, seperti di sini ditampilkan di ATG, itulah awal dari itu
00:07:05.14 bingkai bacaan. Ini adalah sinyal untuk mulai membangun protein
00:07:07.26 di tempat yang dibutuhkan. Tapi kemudian ada juga bagian lain yang
00:07:10.25 diperlukan, misalnya, apa yang ditampilkan di sini sebagai RBS.
00:07:13.29 Ini adalah situs yang dikenali oleh ribosom,
00:07:17.00 pabrik yang memproduksi protein, untuk memulai
00:07:20.17 sintesis protein. Dan kemudian sering ada bagian lain
00:07:23.11 pada urutan yang tidak langsung mengkode protein, tetapi
00:07:26.11 penting bagi protein lain untuk mengetahui dari mana harus memulai
00:07:29.22 melakukan tugas yang harus mereka lakukan. Jadi misalnya, di sini dengan warna hijau
00:07:32.26 adalah situs pengikatan protein, itu adalah situs pengikatan faktor transkripsi
00:07:36.01 yang mengarahkan mesin untuk mengekspresikan gen itu.
00:07:40.04 Di sebelahnya ada urutan promotor, yang merupakan sinyal untuk RNA
00:07:43.22 polimerase untuk mulai menyalin gen itu dan seterusnya dan seterusnya.
00:07:47.16 Sekarang ini benar-benar dasarnya, atau di sinilah sebenarnya biologi
00:07:51.10 berakhir dan di mana biologi sintetik dimulai. Karena sintetis
00:07:54.22 ahli biologi mulai menafsirkan urutan ini dengan cara yang berbeda
00:07:57.22 cara skematis. Jadi salah satu konsep sintetis
00:08:01.02 biologi benar-benar Anda memecah DNA menjadi
00:08:04.00 bagian biologis. Ini bisa menjadi bagian DNA yang Anda bisa
00:08:07.10 berkumpul dengan cara tertentu, atau bisa juga bagian protein
00:08:10.05 jika Anda ingin mendapatkan keuntungan dari bagian protein ini. Jadi jika kita
00:08:13.08 lihat lagi urutan yang baru saja saya tunjukkan di a
00:08:15.14 dengan cara yang berbeda, dengan cara yang sangat skematis, maka ia mungkin mencari
00:08:18.29 ahli biologi sintetik seperti ini. Sebuah gen, jadi daerah pengkode yang
00:08:23.06 dibutuhkan untuk protein, akan terlihat seperti panah kecil berwarna hijau
00:08:27.04 atau ada yang berwarna coklat. Itu mengkode protein 1 atau protein 2, tergantung
00:08:32.04 tentang apa yang kita butuhkan. Sintesis gen-gen tersebut didorong oleh
00:08:36.26 promotor yang kami tampilkan dengan panah lain yang berbeda, di sini
00:08:39.26 dalam panah hitam kecil, dan kami memiliki sinyal penting untuk
00:08:43.01 ribosom untuk memulai penerjemahan protein seperti itu:
00:08:45.29 terdaftar di sini sebagai RBS. Dan mungkin ada hal lain yang
00:08:50.06 kebutuhan biolog sintetik seperti di sini, tempat mengikat untuk peraturan
00:08:54.26 protein, dan ini terminator yang merupakan sinyal untuk RNA
00:08:58.20 polimerase untuk berhenti. Jadi sangat penting untuk mencoba dan
00:09:02.11 mengerti. Kita dapat menguraikan urutan menjadi beberapa bagian
00:09:04.24 yang dapat kita pelajari sebagaimana adanya dalam organisme hidup di
00:09:08.18 cara khusus kemunculannya, tapi kita juga bisa bergerak
00:09:11.08 mereka menjadi bagian yang berbeda. Jadi jika kita mengambil urutan ini
00:09:14.05 terpisah, maka kita melihat benar-benar apa bagian sirkuitnya sehingga
00:09:18.02 yang dibutuhkan ahli biologi sintetik. Jadi kita mungkin perlu bagian
00:09:22.01 untuk gen, kita membutuhkan bagian untuk tempat pengikatan ribosom,
00:09:25.22 promotor yang merupakan sinyal, terminator yang merupakan sinyal,
00:09:28.19 situs pengikatan untuk faktor transkripsi pada DNA, ini adalah
00:09:31.25 bagian yang kita butuhkan untuk merakit sesuatu. NS
00:09:35.11 Bagian protein yang kita butuhkan adalah protein struktural,
00:09:37.25 protein pengatur yang dapat kita lihat yang penting untuk
00:09:41.26 memberi sinyal ke sel "ya sekarang Anda mulai menyalin gen itu
00:09:45.17 atau tidak." Kami membutuhkan faktor transkripsi, kami membutuhkan sensorik
00:09:48.07 protein tergantung pada apa yang sebenarnya kita inginkan. Jadi itu benar-benar
00:09:51.14 penting untuk menyadari bahwa kita bisa pergi dari urutan
00:09:53.07 ke bagian-bagiannya, kita bisa mempelajari bagian-bagiannya dan kemudian kita bisa meletakkannya
00:09:57.07 kembali bersama dengan cara yang berbeda. Sekarang konsep kedua itu
00:10:00.26 sangat penting untuk biologi sintetik adalah aturan dan model.
00:10:04.01 Jadi kami tidak hanya suka membedah urutan dan mengetahui
00:10:08.02 urutan yang tepat dari A, C, G, dan T dalam genom an
00:10:11.16 organisme atau bagian dari DNA yang ingin kita bangun,
00:10:14.16 tetapi kami ingin memahami bagaimana urutan ini bekerja
00:10:17.23 bersama-sama. Jadi aturan mana yang diikuti sel?
00:10:20.18 untuk membuat urutan ini berfungsi? Jadi untuk itu, sintetis
00:10:24.28 biologi menggunakan aturan tertentu. Ini bisa jadi aturan logika seperti gen itu
00:10:28.11 aktif atau gen itu mati. Bisa juga model seperti yang ditunjukkan di sini
00:10:32.06 di belakang, yang mencoba memprediksi bagaimana bentangan tertentu
00:10:35.18 DNA dan promotor dan terminator dan situs pengikatan
00:10:38.12 bekerja untuk sel. Sekarang jika kita kembali ke hal yang sama
00:10:42.11 Sirkuit DNA, rangkaian DNA yang sama dengan yang kita miliki
00:10:44.28 terlihat sebelumnya, dengan dua gen berwarna hijau dan coklat.
00:10:48.10 Dan bagian-bagian berbeda yang diperlukan untuk mengoperasikan ini
00:10:51.26 rangkaian gen, maka artinya untuk sel berikut ini, Anda dapat melihat bahwa:
00:10:56.26 pada langkah 1, 2, dan 3. Sinyal pertama untuk sel agar dimulai
00:11:01.17 untuk menafsirkan urutan DNA ini adalah bahwa ia akan mencoba untuk menyalin
00:11:05.25 gen khusus ini. Itu dilakukan karena ada RNA
00:11:09.12 polimerase datang. RNA polimerase dimulai pada
00:11:11.22 promotor dan kemudian menyalin gen itu sampai
00:11:13.29 mencapai terminator. mRNA ini kemudian diterjemahkan
00:11:17.06 menjadi protein yang dapat Anda lihat di sini secara skematis dalam warna hijau.
00:11:20.07 Apa yang dilakukan protein ini adalah bahwa protein ini akan mengikat
00:11:23.07 ke DNA di situs tertentu yang berwarna hijau ini.
00:11:27.00 Sekarang protein bukan sembarang protein, itu adalah sensorik
00:11:30.14 protein dengan juga mengaktifkan fungsi, sehingga mampu
00:11:34.17 penginderaan misalnya, bahan kimia tertentu yang
00:11:37.16 berinteraksi dengan protein ini dan kemudian mencoba untuk menarik
00:11:40.14 RNA polimerase lagi, tetapi ke promotor yang berbeda.
00:11:43.13 Jadi yang dilakukan protein ini sekarang adalah menarik
00:11:46.20 RNA polimerase, tetapi untuk promotor yang ada di sini.
00:11:48.28 Dan kemudian ketika RNA polimerase ada di sana, ia akan menuliskannya
00:11:52.16 gen dan membuat protein khusus itu. Jadi kecil ini
00:11:55.06 struktur skema sebenarnya memberikan beberapa instruksi
00:11:57.24 ke sel, mulai di sini secara otomatis, buat protein, ikat
00:12:02.05 protein yang dapat mencegat sinyal itu, dan kemudian mentranskripsi
00:12:05.05 protein lain. Jadi hal yang sangat sederhana yang mengikuti serangkaian
00:12:09.00 aturan. Anda dapat menempatkan aturan-aturan ini dalam semacam model jika Anda suka.
00:12:13.25 Jika Anda memiliki sirkuit sederhana ini, Anda dapat mengurutkannya berdasarkan
00:12:16.17 pemodelan, coba prediksi apa yang akan mereka lakukan. Berikut ini
00:12:19.23 contoh dua rangkaian sederhana, dalam satu kasus kita memiliki
00:12:23.05 dua gen yang letaknya berlawanan.
00:12:26.11 Dalam kasus lain, kami memiliki gen yang sama tetapi terletak
00:12:28.28 bersebelahan. Sekarang aturan sirkuit kecil ini
00:12:32.16 mengatakan bahwa gen khusus ini mengkode protein
00:12:36.04 yang kemudian akan menghambat transkripsi gen lain
00:12:40.02 di sini. Jadi dalam satu kasus, protein ini akan menghambat sintesisnya sendiri
00:12:46.24 dan gen gen yang berwarna kuning di belakangnya, di sisi lain
00:12:51.19 kasus itu, tidak dapat menghambat sintesisnya sendiri karena tidak
00:12:54.07 mengikat di sana, itu tidak memengaruhi promotor khusus ini
00:12:56.20 yang akan menyalin dirinya sendiri. Sekarang model sekarang akan memprediksi
00:13:00.10 bahwa dalam kasus di mana Anda memiliki umpan balik ini, di mana FB berarti
00:13:04.25 loop umpan balik, maka ini akan tergantung pada sinyal
00:13:08.13 molekul, dalam hal ini arsenik. Dan sebagai fungsi dari arsenik
00:13:13.06 konsentrasi yang ditunjukkan di bawah ini, Anda dapat melihatnya
00:13:16.19 semakin banyak arsenik yang Anda tambahkan ke sistem, semakin banyak
00:13:19.00 protein ArsR ini Anda dapatkan. Dan lebih banyak lagi protein ini
00:13:22.25 GFP yang Anda dapatkan. Dalam kasus sistem yang tidak berpasangan,
00:13:26.20 jadi UN artinya uncoupled disini, maka gen ini bukan
00:13:31.11 di bawah kendalinya sendiri, tetapi di bawah kendali sesuatu
00:13:33.13 lagi. Anda dapat melihat bahwa itu selalu diproduksi dengan konstan
00:13:38.23 tingkat, yang tidak tergantung pada konsentrasi dalam hal ini,
00:13:42.00 ini arsenik atau AsIII. Tapi protein lainnya masih di bawah
00:13:46.29 kontrol AsIII ini, jadi seperti yang Anda lihat di sini, peningkatan ini
00:13:50.13 jumlah ketika konsentrasi menjadi lebih tinggi. Jadi ini adalah
00:13:53.05 model sederhana, ini adalah sirkuit genetik yang sangat sederhana
00:13:56.08 begitu kami menyebutnya. Ini memberikan satu set instruksi ke sel dan
00:14:00.05 sel akan menjalankan instruksi ini jika dilengkapi dengan benar.
00:14:03.19 Konsep ketiga dari biologi sintetik benar-benar standar.
00:14:08.02 Standar? Kedengarannya sangat, sangat aneh. Mengapa Anda membutuhkan?
00:14:11.14 standar dalam biologi? Nah, pikirkanlah. Biologi sintetis memiliki
00:14:15.13 cukup banyak hubungannya dengan teknik elektro, di mana orang-orang berada
00:14:21.11 awalnya bekerja dengan listrik dan mencoba memanfaatkan
00:14:24.20 listrik dalam bentuk yang bermanfaat. Seperti kamera, seperti
00:14:28.20 televisi, dan seterusnya. Jadi industri dan orang-orang memiliki
00:14:33.13 untuk mengadopsi standar tertentu yang sekarang kita kenal sebagai kelistrikan
00:14:35.29 colokan. Sekarang colokan listrik mungkin masih berbeda antara Eropa
00:14:39.05 dan AS, tapi intinya ada listrik
00:14:41.19 pasang Anda dapat mencolokkan sesuatu di sana dan itu mendapatkan
00:14:44.26 listrik dan dapat bekerja. Dalam biologi sintetik ada persamaan
00:14:48.10 konsep untuk mencoba memungkinkan orang-orang dari
00:14:52.17 laboratorium yang berbeda dan industri yang berbeda dapat bekerja
00:14:55.10 bersama-sama di bagian yang sama. Jadi mungkin kita berpikir
00:14:58.14 tentang standar ekspresi gen. Tapi bagaimana itu?
00:15:01.07 seperti apa? Ini bukan listrik, itu pasti biologis
00:15:04.17 setara dengan listrik. Dan colokannya? Apa yang bisa mereka lakukan?
00:15:08.18 Mereka bisa menjadi fragmen kecil seperti di sini, urutan promotor
00:15:11.18 yang dapat diadopsi ke dalam satu sistem atau sistem lain.
00:15:14.28 Jadi standar benar-benar merupakan bagian penting untuk sintetis
00:15:18.02 biologi. Sekarang setelah menjelaskan semua ini, apa itu sintetis
00:15:21.29 biologi benar-benar tentang? Jadi apa harapan biologi sintetis?
00:15:25.01 untuk mencapai? Ada dua hal utama, pada titik ini.
00:15:28.22 Salah satunya adalah kita bisa memahami biologi yang kompleks
00:15:33.01 memproses bukan dengan membedahnya seperti yang dilakukan ahli biologi normal,
00:15:36.12 tetapi dengan merekonstruksinya. Jadi kami mengambil bagian dan kami
00:15:41.08 membangun sesuatu yang lebih kompleks, seperti di sini ditampilkan secara skema
00:15:44.25 untuk Lego. Itu sangat mirip dengan Lego. Jadi pengertian
00:15:49.01 proses biologis tidak dengan pembedahan tetapi oleh mereka
00:15:51.26 rekonstruksi. Hal kedua yang muncul di
00:15:55.07 biologi sintetik dan itu mungkin tidak jauh berbeda seperti
00:15:57.24 orang mungkin tahu dari rekayasa genetika atau lebih
00:16:01.00 adalah untuk memfasilitasi pembangunan proses biologis yang kompleks
00:16:04.18 yang membawa fungsionalitas baru. Tidak hanya memproduksi satu protein
00:16:08.07 tetapi menghasilkan jalur kompleks yang Anda rekayasa
00:16:11.25 ke dalam sel yang sebelumnya tidak mungkin.
00:16:14.02 Jadi dua hal ini benar-benar biologi sintetik
00:16:16.29 saat ini berusaha untuk dicapai. Rekayasa
00:16:20.20 Ide, seperti yang saya katakan, sangat mirip dengan apa yang listrik
00:16:23.07 para insinyur melakukannya. Mereka memiliki bagian-bagiannya, mereka bisa berupa transistor kecil,
00:16:28.06 trafo, kapasitor yang mereka pasang pada listrik
00:16:33.02 papan. Papan listrik ini, jika Anda memasukkannya ke komputer Anda,
00:16:36.17 dapat memberikan instruksi tertentu pada komputer Anda. Ahli biologi
00:16:39.18 dan ahli biologi sintetik mencoba melakukan hal yang sama.
00:16:41.10 Ambil bagian biologis dengan beberapa aturan, model, dan
00:16:45.05 teknik, kami menggabungkannya. Dan kemudian kita
00:16:47.16 coba verifikasi apa yang sebenarnya dilakukan konstruksi ini dan apa itu
00:16:51.02 artinya. Sekarang kegiatan penelitian saat ini dalam biologi sintetik
00:16:55.07 pergi akibatnya ke segala arah, saya akan mengatakan. Ada
00:16:59.04 kelompok yang bekerja membuat suku cadang standar, membuat
00:17:02.25 model baru, mencoba membuat rekayasa yang rumit
00:17:06.20 strategi untuk menyatukan bagian-bagian ini. Itu benar-benar
00:17:09.07 penting, karena jika kita ingin bermain dengan bagian, kita
00:17:11.14 sebenarnya perlu memiliki bagian. Jadi semakin banyak bagian kita
00:17:14.00 punya, semakin baik cirinya, semakin baik kita
00:17:16.29 dapat menghasilkan struktur baru dalam biologi sintetik. NS
00:17:20.16 Bagian kedua dari biologi sintetik benar-benar dimulai dengan
00:17:23.26 Sintesis DNA. Jadi sebelumnya dalam rekayasa genetika, itu benar-benar
00:17:27.08 sulit untuk melakukan mutasi dan sangat merepotkan
00:17:30.14 dan memakan banyak waktu. Sekarang ada sintesis DNA
00:17:33.04 perusahaan dan ahli biologi hanya akan menuliskan
00:17:36.01, kirimkan melalui komputer mereka ke DNA
00:17:38.11 perusahaan sintesis yang akan membuat konstruksinya,
00:17:41.07 dan itu memfasilitasi sebagian besar untuk menyatukan bagian-bagian dalam a
00:17:45.02 cara tertentu. Jadi akibatnya, ada orang yang mencoba
00:17:48.22 merancang seluruh genom, yang masih merupakan hal penting dan menantang
00:17:51.10 tugas. Karena kami tidak memahami semua aturan dengan baik
00:17:54.18 untuk benar-benar dapat menggabungkan genom. Dalam beberapa
00:17:58.11 kasus, orang juga menggunakan bagian genom seperti kompleks
00:18:01.02 fenomena yang dilakukan sel. Jika Anda ingat
00:18:04.02 contoh sel renang, jadi sintesis flagela
00:18:07.06 bahkan untuk bakteri membutuhkan banyak daya, itu sangat
00:18:09.25 proses kompleks dengan banyak protein. Jadi itu
00:18:12.22 sesuatu yang mungkin coba direkonstruksi oleh ahli biologi sintetik.
00:18:16.26 Hal ketiga adalah sesuatu yang terlihat sangat aneh
00:18:20.10 jika Anda memikirkannya. Ini adalah produksi sel minimal
00:18:23.01 dan menjadi tuan rumah platform produksi, jadi ahli biologi sintetik memiliki
00:18:26.24 mengadopsi istilah yang disebut "Sasis", hampir seperti
00:18:29.26 pabrik mobil. Anda memiliki sasis yang dapat Anda masukkan
00:18:32.00 kursi semacam ini atau kursi semacam itu, dan tidak
00:18:35.04 sangat penting karena mobil masih berjalan. Sehingga
00:18:37.23 ide yang sama juga muncul untuk biologi. Anda bisa membuat
00:18:40.12 bakteri atau ragi yang hanya diperlukan untuk membuat sasis
00:18:44.08 motor untuk sel. Dan semua hal lain yang dapat Anda pasang
00:18:47.04 dalam, warna, jalur, benda, dan sebagainya. Jadi untuk itu, sangat sering
00:18:51.00 orang menemukan bahwa makhluk hidup yang ada secara alami adalah
00:18:54.10 terlalu rumit. Mereka mengandung virus, mereka mengandung hal-hal
00:18:57.10 yang sebenarnya tidak Anda butuhkan, dan itulah mengapa mereka menginginkannya
00:19:00.10 untuk merancang sel minimal yang tidak memiliki semuanya
00:19:03.29 bagian yang tidak terlalu dibutuhkan. Arah keempat
00:19:08.26 dalam biologi sintetik benar-benar mencoba melampauinya,
00:19:11.28 yang mencoba membuat sel proto dan kehidupan buatan.
00:19:15.19 Ada minat besar untuk mencoba memahami di mana
00:19:18.24 kehidupan berasal. Kami tidak tahu, tetapi ahli biologi sintetis
00:19:22.05 mungkin bisa menciptakan kembali bentuk kehidupan tertentu dan itu
00:19:25.14 akan sangat membantu untuk mencoba dan memahami di mana letaknya
00:19:28.07 kehidupan berasal dan jalur berbeda apa yang bisa
00:19:30.29 menuju kehidupan. Akhirnya, ada banyak upaya dalam apa yang disebut
00:19:34.19 Xeno-DNA, dan ini mungkin semacam mimpi fantasimu
00:19:38.01 galur DNA. Tapi yang sebenarnya tentang ahli biologi itu
00:19:40.26 dan ahli biologi sintetik mengatakan, Anda dapat mengubah DNA,
00:19:45.00 Anda dapat mengubah protein, karena Anda menggabungkan berbagai jenis
00:19:48.18 asam amino yang biasanya tidak disukai sel, tetapi bisa jadi
00:19:52.04 sangat penting untuk mencoba memasukkan semua ini ke dalam
00:19:55.13 protein karena dapat memberikan fungsionalitas baru untuk
00:19:58.01 protein yang saat ini tidak dapat kita buat. Jadi ini adalah
00:20:00.18 xeno-DNA/biologi. Dan akhirnya, ada poin penting yang
00:20:04.10 hadir dengan biologi sintetis yang memungkinkan biologi untuk
00:20:07.14 melampirkan komunitas do-it-yourself. Begitu banyak orang
00:20:10.13 juga amatir menjadi tertarik pada biologi karena
00:20:14.13 dari upaya dalam biologi sintetik. Mencoba untuk mengerti
00:20:17.07 biologi, membuat instrumen sederhana yang bisa digunakan
00:20:20.23 dalam kelompok terorganisir dan sebagainya, untuk mencoba dan memahami
00:20:24.11 fenomena biologis. Jadi ini benar-benar ikhtisar
00:20:28.10 kegiatan penelitian umum dalam biologi sintetik.
00:20:31.02 Saya hanya ingin memilih satu aplikasi tertentu.
00:20:35.02 Untuk memberi Anda gambaran tentang hal-hal yang diimpikan orang,
00:20:37.20 dan ini jelas salah satu hal yang mungkin Anda katakan,
00:20:41.11 oke akankah mimpi-mimpi ini akhirnya menjadi kenyataan? Tapi ini sedikit
00:20:45.04 pemasaran, jika Anda suka, oleh para ahli biologi dan insinyur
00:20:48.20 yang ada di belakangnya. Jadi ada banyak harapan yang sintetis
00:20:51.29 biologi akan dapat membantu menghasilkan hal-hal baru yang
00:20:56.17 semoga bermanfaat untuk kesehatan manusia, kesehatan hewan, pasti ada
00:20:59.18 banyak uang masuk ke dalamnya. Dalam hal obat-obatan, vaksin,
00:21:02.28 mungkin terapi gen, rekayasa jaringan, probiotik, diagnostik,
00:21:07.10 dan seterusnya. Bidang penting lainnya adalah pertanian.
00:21:10.10 Mencoba memperbaiki tanaman yang tahan terhadap penyakit,
00:21:14.06 tahan terhadap kekeringan, yang memberikan bahan baku yang lebih baik untuk hewan,
00:21:18.14 yang mungkin bisa membantu penyerapan CO2, produksi kimia,
00:21:22.28 diagnostik. Lalu ada hal-hal di industri, yang mungkin Anda miliki
00:21:27.20 mendengar tentang bioenergi dan biofuel. Hal-hal yang bisa menjadi
00:21:30.24 sangat penting jika biologi sintetik mampu menciptakan lebih baik
00:21:34.20 organisme yang melakukan konversi semacam ini dengan lebih tinggi
00:21:37.20 efisiensi. Produksi bahan kimia massal sangat penting
00:21:40.14 karena mungkin suatu saat kita akan kehabisan minyak dan
00:21:43.06 kita membutuhkan alternatif untuk benar-benar memproduksi bahan kimia
00:21:45.24 yang kita butuhkan setiap hari. Bahan kimia khusus, bahan baru,
00:21:49.11 orang berpikir untuk membangun DNA dan protein bersama
00:21:52.14 untuk mendapatkan jenis material baru yang mungkin memiliki sifat yang
00:21:55.23 yang belum pernah kita lihat sebelumnya. Dan ada juga aplikasi di
00:21:58.19 lingkungan, seperti biosensor, bioremediasi, limbah
00:22:01.20 perawatan yang mungkin dibantu oleh teknik khusus
00:22:05.05 organisme yang melakukan trik yang biasanya tidak bisa kita capai
00:22:07.20 dalam kondisi alami. Jadi izinkan saya menjelaskan kepada Anda
00:22:10.19 hanya tentang salah satu hal yang kita lakukan sendiri
00:22:12.25 lab, yang disebut bioreporter. Ini benar-benar
00:22:15.25 sel bakteri yang sangat, sangat sederhana. Bakteri
00:22:19.23 sel yang tidak patogen, tidak berbahaya di lab.
00:22:23.28 Dan yang bisa kita lakukan adalah melengkapi mereka dengan yang berbeda
00:22:26.18 warna seperti di sini, ini disebut bioluminescence, itu benar-benar
00:22:29.01 sel yang mengeluarkan cahaya. Atau dengan warna fluorescent,
00:22:32.08 Anda menyinari mereka dan mereka menghasilkan yang lain
00:22:34.19 warna belakang yang bisa Anda ukur. Atau biasa saja
00:22:37.07 warna seperti biru, merah, hijau, dan sebagainya. Ide
00:22:40.04 dengan bioreporter ini, begitu kami menyebutnya, adalah selnya
00:22:43.14 dapat memberi sinyal bagi kita adanya, misalnya, racun
00:22:46.26 bahan kimia di lingkungan. Dan kemudian apa yang dilakukan sel adalah
00:22:50.08 memiliki sirkuit kecil di dalamnya, sehingga akan mengenali senyawanya
00:22:52.23 yang akan berdifusi di dalam sel dan kemudian senyawa ini
00:22:56.04 diikat lagi oleh salah satu protein sensorik yang saya bicarakan
00:22:59.14 kepada Anda tentang sebelum itu dapat mengikat DNA dan dapat mengarahkan
00:23:02.18 sintesis protein baru di dalam sel. Dan yang baru
00:23:05.23 protein sering kali merupakan salah satu protein yang telah kita lihat
00:23:08.00 di sini, yang mengeluarkan cahaya atau fluoresensi dan sebagainya.
00:23:11.08 Jadi kami pikir ini adalah sel yang sangat sederhana yang dapat melakukannya
00:23:14.19 trik yang sangat berguna bagi kami, karena dapat membantu kami membuat
00:23:17.10 perangkat analitik untuk menginterogasi bagian lingkungan
00:23:21.08 di mana kami pikir ada kontaminasi yang mungkin terjadi.
00:23:23.24 Salah satu sistem yang kami kerjakan adalah
00:23:26.07 untuk membangun sel yang akan mendeteksi arsenik. Jadi
00:23:29.04 Anda tahu arsenik dari novel Agatha Christie,
00:23:32.14 itu adalah bahan kimia beracun yang sangat jahat. Tapi sayangnya,
00:23:35.14 tidak hanya digunakan dalam novel Agatha Christie,
00:23:38.10 tapi area yang luas di dunia terkontaminasi arsen
00:23:41.23 dari sumber daya alam. Jadi itu adalah logam yang melimpah
00:23:45.10 yang ada di kerak bumi dan bisa muncul di dalam tanah
00:23:48.11 air. Dan orang-orang seperti di sini, ditunjukkan dalam gambar ini di sebuah desa di
00:23:52.01 Bangladesh, sangat menderita karena mereka tidak tahu
00:23:54.16 jika air minum yang mereka ambil dari rumah tangganya
00:23:56.29 pompa sebenarnya terkontaminasi arsenik atau tidak.
00:23:59.23 Jadi kami duduk bersama di lab dan dengan yang kecil
00:24:03.02 perusahaan spin-off bernama ARSOLUX, itu adalah kolaborasi
00:24:06.04 dari Institut Helmholtz di Leipzig di Jerman, untuk membuat
00:24:09.20 sistem bakteri yang dapat mengukur
00:24:12.07 arsenik dalam air minum. Dan kemudian bisa digunakan
00:24:15.00 di lapangan untuk mengukur air yang berasal dari
00:24:17.22 memompa dan menganalisis ini untuk arsenik. Jadi yang kami lakukan adalah
00:24:20.26 kami membuat botol kaca kecil, dan Anda bisa lihat di sini
00:24:22.24 semacam bubuk. Hal-hal bubuk ini benar-benar
00:24:25.24 bakteri yang dikeringkan di dalam botol semacam itu. Botolnya adalah
00:24:28.24 ditutup dengan stopper, dan itu penting karena itu
00:24:31.10 menjadikannya sistem tertutup dan bakteri tidak bisa
00:24:33.23 melarikan diri. Kami menyuntikkan air langsung melalui
00:24:36.10 stopper di dalamnya, ini menyusun kembali bakteri, seperti yang Anda bisa
00:24:39.13 lihat di sini. Itu membuat suspensi berair semacam ini, jika
00:24:42.16 ada arsenik di air ini, bakteri akan bereaksi
00:24:45.13 ke sana dan akan mulai bersinar. Jadi mereka akan membuat ini terkenal
00:24:48.17 sinyal bioluminescent yang tidak dapat Anda lihat dengan mata kecuali
00:24:51.08 Anda berada di ruangan yang sangat gelap. Tapi Anda bisa dengan sangat mudah
00:24:54.02 lakukan ini dengan memasukkan botol kecil ini ke dalam instrumen kecil yang
00:24:57.02 ditampilkan di sini, yang disebut luminometer. Ini adalah sebuah
00:24:59.28 luminometer portabel yang dapat kita gunakan di lapangan.
00:25:02.16 Ini memiliki kapasitas baterai, Anda menutup tutupnya, Anda menunggu
00:25:06.04 sebentar lagi, dan itu mengukur cahaya yang datang dari
00:25:08.06 sel. Jadi apa yang bisa kami lakukan adalah, jika kami
00:25:12.18 di desa-desa seperti itu, maka kita dapat mengambil sampel semua sumur dari itu
00:25:16.13 rumah tangga yang berbeda. Dan itulah masalahnya, bahwa mereka tidak
00:25:18.28 memiliki pusat pasokan air minum, tetapi individu
00:25:22.00 rumah tangga memompa dan Anda harus menguji semua itu
00:25:23.29 air. Dan tidak hanya sekali, tapi berkali-kali. Jadi apa yang bisa kita lakukan?
00:25:27.05 pergi ke desa seperti itu, isi semua botol berbeda yang ada
00:25:30.11 diperlukan untuk setiap pompa. Isi satu per satu,
00:25:33.04 lalu tunggu hingga sel bereaksi, lalu ukur
00:25:36.29 satu per satu. Dan di sore hari, Anda bisa
00:25:39.10 mengukur semua sumur air di seluruh desa.
00:25:41.11 Jelas jika Anda mencoba melakukan tes seperti itu, itu sangat
00:25:44.19 penting bahwa Anda benar-benar dapat menunjukkan bahwa ini berhasil.
00:25:47.08 Jadi dalam tes pertama yang kami coba lakukan, ini dilakukan di Bangladesh
00:25:51.01 dan di Vietnam, dalam pengaturan yang berbeda dengan jenis yang berbeda
00:25:54.08 air tanah. Kami membandingkannya pada saat yang sama,
00:25:57.01 respons dari sel bakteri rekayasa kami dengan respons
00:26:01.22 analisis kimia klasik oleh ICP-MS, atau dengan
00:26:05.10 spektrometri serapan atom. Dan seperti yang Anda bisa
00:26:07.12 lihat di sini, ada ketergantungan yang sangat baik antara
00:26:11.13 sinyal yang diberikan oleh biosensor dan sinyal
00:26:13.14 yang diberikan oleh kimia. Jadi ada hampir
00:26:16.04 rasio satu banding satu dari konsentrasi yang Anda ukur
00:26:19.10 oleh kimia dan biologi. Dan itu memberitahu kita bahwa metode ini adalah
00:26:23.24 berpotensi sangat bagus dan sangat menarik karena
00:26:26.10 bakteri berkembang biak dengan sendirinya, sehingga menghasilkan
00:26:29.13 biosensor sangat murah dan tidak membutuhkan banyak
00:26:31.18 teknik. Sedangkan untuk membuat GC, MS atau atom
00:26:35.02 spektrometer serapan, menghabiskan banyak uang
00:26:37.13 dan Anda tidak dapat menerapkannya di lapangan. Jadi itu sebabnya
00:26:40.08 menurut kami tes ini bisa sangat menarik
00:26:42.08 untuk melakukan ini. Sebagai contoh lain, kami menggunakan bioreporter
00:26:45.08 untuk mengukur polusi di laut. Jadi di sini kami rekayasa
00:26:48.02 satu set reporter bakteri yang dapat mengukur perbedaan
00:26:51.08 senyawa yang berasal dari minyak, seperti alkana, pelarut,
00:26:55.02 pada dasarnya hidrokarbon aromatik. Untuk ini kami bekerja sama
00:26:58.11 dengan pemerintah Belanda dalam latihan di Laut Utara.
00:27:01.04 Pemerintah Belanda memiliki apa yang disebut responder
00:27:03.17 kapal, mereka keluar setiap kali ada polusi minyak dan
00:27:06.04 mereka menyendok minyak dan membawanya kembali ke kilang jika
00:27:09.12 mereka bisa. Tetapi sebagian besar minyak, terutama tumpahan yang lebih kecil, hilang
00:27:13.00 tidak terdeteksi dan mengapung di sana. Dan tidak ada yang benar-benar tahu
00:27:15.11 betapa berbahayanya ini. Jadi apa yang kami tuju
00:27:18.04 yang dilakukan dengan kapal penanggap ini adalah bahwa kami mendapat izin
00:27:20.17 untuk benar-benar membuat tumpahan buatan di laut dengan terbatas
00:27:25,02 jumlah minyak mentah. Dan kemudian kami naik dengan
00:27:29.16 luminometer portabel kecil yang Anda lihat di sini lagi,
00:27:32.00 garis sel yang berbeda dalam botol yang kita dapat langsung
00:27:34.29 inkubasi dengan air laut untuk mencoba dan mengukur
00:27:37.10 apa pencemaran minyak yang sebenarnya terjadi di laut.
00:27:41.02 Pengambilan sampel ini cukup menantang, seperti yang dapat Anda bayangkan,
00:27:43.13 kami harus keluar dengan perahu karet dari responden
00:27:45.04 kapal untuk benar-benar mendekati tumpahan minyak, yang dapat Anda lihat misalnya
00:27:49.11 di sini. Karena kapal itu sendiri sangat besar sehingga tidak bisa
00:27:51.14 masuk ke lapisan minyak, karena jika tidak, itu akan terjadi
00:27:53.17 juga sangat terkontaminasi. Jadi ini contohnya
00:27:56.20 dari hasil yang kami temukan dalam latihan ini.
00:28:00.04 Sekali lagi, di atas Anda melihat analisis kimia, dan di
00:28:03.14 bagian bawah, Anda melihat analisis dari apa yang kami sebut
00:28:06.25 sel reporter yang dilakukan di atas kapal. bahan kimia
00:28:09.05 analisis jelas sangat bagus, tapi butuh dua
00:28:11,28 bulan untuk benar-benar mencapainya. Sedangkan bioreporter
00:28:14.24 sinyal dapat diperoleh langsung di pesawat yang sama
00:28:17.14 sore. Jadi di sini ditampilkan hasil dari dua
00:28:20.17 percobaan tumpahan, kami memiliki satu kesempatan di tahun 2008.
00:28:24.17 Dan satu kesempatan di tahun 2009. Dan kemudian ada tumpahan
00:28:28.05 yang kami temui di jalan, karena Utara
00:28:30.16 Laut adalah rute lalu lintas yang sangat sibuk. Dan dikirim dari waktu
00:28:34.12 ke waktu, mereka membersihkan bagian dalam dan membuangnya ke laut
00:28:38.25 beberapa minyak, yang juga bisa kita analisis. Jadi penting,
00:28:42.14 apa yang dapat Anda lihat di sini dalam diagram di bawah ini dengan perbedaan
00:28:44.29 warna adalah parameter berbeda yang kami ukur
00:28:47.12 dengan sel-sel reporter. Jadi Anda bisa melihatnya secara keseluruhan
00:28:49.25 kasus, sampel kami dari air laut yang jauh
00:28:52.25 di bawah lapisan minyak yang kami ukur konsentrasi penting
00:28:56.10 dari toluena, benzena, metilen, alkana, dll.
00:29:00.23 Jadi itu memberi tahu kami lagi bahwa apa yang kami ukur dengan ini
00:29:04.11 baris sel sangat, sangat relevan dan dapat membantu untuk mengatasi
00:29:07.17 situasi sampel di lokasi segera. Dan kita
00:29:11.14 berharap hasil seperti ini meyakinkan untuk
00:29:15.17 otoritas untuk memberikan izin dan mungkin kepada perusahaan,
00:29:18.18 untuk mengatakan, oh ini adalah cara penting untuk mencoba menganalisis
00:29:22.06 dan menerapkan upaya biologi sintetik. Jadi akhirnya, saya ingin
00:29:25.20 untuk memberi Anda semacam prediksi atau laporan. Jadi ini adalah laporan
00:29:29.17 yang ditugaskan oleh komunitas Eropa
00:29:32.01 untuk memperkirakan nilai global pasar sintetis
00:29:36.07 biologi. Laporan ini dibuat pada tahun 2011, dan tentunya
00:29:40.10 hal-hal ini selalu sedikit prediktif dalam arti bahwa
00:29:43.17 mungkin mereka tidak terlalu konservatif, tapi Anda bisa melihatnya
00:29:45.20 perkiraan untuk 2011 sudah $1,6 miliar USD dalam berbagai
00:29:51.17 bidang seperti farmasi, produk kimia, pertanian, dan
00:29:54.11 energi. Pada 2016, meningkat hingga $10 miliar. Jadi ini
00:29:58.13 benar-benar sesuatu yang sangat diharapkan semua orang, itu
00:30:01.19 biologi sintetik akan menjadi pasar yang penting secara global.
00:30:04.10 Saya harap saya telah menunjukkan sedikit tentang bagaimana sintetis
00:30:08.08 biologi bekerja, bagaimana konsep bekerja, dengan bottom up
00:30:11.10 konstruksi, bukan pembedahan dan penghancuran organisme,
00:30:14.10 tetapi mengambil bagian dan membangun sesuatu lagi. Sintetis
00:30:17.28 biologi memiliki banyak aplikasi yang berguna, berpotensi berguna
00:30:20.19 dan begitulah penelitiannya. Beberapa hal mungkin tidak
00:30:23.17 akhirnya berhasil, sedangkan hal-hal lain datang secara mengejutkan
00:30:26.16 dan pada akhirnya akan memberikan hasil penting. Beberapa hasil
00:30:29.26 berada dalam jangkauan, jadi itu bukan sesuatu yang harus kita lakukan
00:30:33.02 menunggu 25 tahun untuk melahirkan. Tidak, tidak, ada aplikasi penting
00:30:36.20 dan beberapa di antaranya, seperti yang kami tunjukkan dengan yang kecil
00:30:39.13 sel bioreporter untuk mengukur kualitas lingkungan
00:30:41.26 dapat langsung digunakan. Terima kasih banyak atas perhatiannya.


Rekayasa Genetika Ekstrim: Pengantar Biologi Sintetis

Sebuah laporan baru oleh Grup ETC menyimpulkan bahwa ancaman sosial, lingkungan dan bio-senjata biologi sintetis melampaui kemungkinan bahaya dan penyalahgunaan biotek. Teks lengkap laporan setebal 70 halaman, Rekayasa Genetika Ekstrim: Pengantar Biologi Sintetis, tersedia untuk diunduh secara gratis di situs web ETC Group.

"Rekayasa genetika sudah ketinggalan zaman," kata Pat Mooney, Direktur Eksekutif ETC Group. "Saat ini, para ilmuwan tidak hanya memetakan genom dan memanipulasi gen, mereka membangun kehidupan dari awal - dan mereka melakukannya tanpa adanya perdebatan sosial dan pengawasan peraturan," kata Mooney.

Synbio - dijuluki "rekayasa genetika pada steroid" - terinspirasi oleh konvergensi biologi skala nano, komputasi dan rekayasa. Dengan menggunakan komputer laptop, informasi urutan gen yang dipublikasikan, dan DNA sintetik pesanan melalui pos, hampir semua orang memiliki potensi untuk membangun gen atau seluruh genom dari awal (termasuk patogen mematikan). Para ilmuwan memperkirakan bahwa dalam 2-5 tahun akan mungkin untuk mensintesis virus apa pun yang pertama de novo bakteri akan memulai debutnya pada tahun 2007 dalam 5-10 tahun genom bakteri sederhana akan disintesis secara rutin dan tidak akan menjadi masalah besar untuk menyusun genom perancang, memasukkannya ke dalam sel bakteri yang kosong dan - voila - melahirkan makhluk hidup, organisme yang menggandakan diri. Ahli biologi sintetik lainnya berharap untuk mengkonfigurasi ulang jalur genetik organisme yang ada untuk melakukan fungsi baru - seperti pembuatan obat atau bahan kimia bernilai tinggi.


Biologi sintetis di Inggris – Garis besar rencana dan kemajuan

Biologi sintetis mampu memberikan solusi baru untuk tantangan utama yang mencakup bioekonomi, baik secara nasional maupun internasional. Menyadari potensi signifikan ini dan kebutuhan terkait untuk memfasilitasi penerjemahan dan komersialisasinya, pemerintah Inggris menugaskan produksi Peta Jalan Biologi Sintetis nasional pada tahun 2011, dan kemudian memberikan dukungan penting untuk membantu implementasinya.

Investasi infrastruktur penting telah dilakukan, dan langkah penting telah dibuat menuju pengembangan komunitas praktisi dan kelompok kepentingan yang terhubung secara efektif. Sejumlah Pusat Penelitian Biologi Sintetis, Pendirian Sintesis DNA, Pusat Pelatihan Doktoral, dan Pusat Pengetahuan Inovasi telah didirikan, menciptakan jaringan fasilitas dan keahlian pelengkap yang terdistribusi dan terintegrasi secara nasional.

Dewan Kepemimpinan Biologi Sintetis Inggris menerbitkan Rencana Strategis Biologi Sintetis Inggris pada tahun 2016, meningkatkan fokus pada proses penerjemahan dan komersialisasi. Lebih dari 50 perusahaan rintisan, UKM, dan perusahaan besar secara aktif terlibat dalam biologi sintetis di Inggris, dan investasi ke dalam mulai mengalir.

Bersama-sama inisiatif ini memberikan landasan penting untuk merangsang inovasi, secara aktif berkontribusi pada penelitian dan kemitraan pengembangan internasional, dan membantu memberikan manfaat yang bermanfaat dari biologi sintetik dalam menanggapi kebutuhan dan tantangan lokal dan global.


Kursus Pengantar Tanpa Prasyarat

MCDB 040b. Ilmu dan Politik Kanker.
Robert Bazel
TTh 1,00-2,15
Dasar-dasar biologi sel, evolusi Darwin, imunologi, dan genetika yang mendasari kanker sejarah ilmu kanker dan pengobatan masalah kebijakan historis dan terkini. Pendaftaran terbatas untuk mahasiswa baru. Prapendaftaran diperlukan lihat di bawah Program Seminar Mahasiswa Baru.

MCDB 050a. Imunologi dan Mikroba.
Paula Kavathas
TTh 1,00-2,15
Pengantar sistem kekebalan dan interaksinya dengan mikroba tertentu. Perhatian baik pada mikroba penyebab penyakit, seperti influenza, HIV, dan HPV, maupun mikroba yang hidup selaras dengan manusia, yang secara kolektif disebut mikrobioma. Bacaan termasuk novel dan karya sejarah tentang penyakit seperti polio dan AIDS. Pendaftaran terbatas untuk mahasiswa baru.

MCDB 065a, Ilmu & Politik HIV/AIDS.
Robert Bazel
TTh 2.30-3.45
Studi tentang virologi dan imunologi dasar HIV/AIDS, beserta efek historis dan sosialnya yang luar biasa. Isu termasuk ancaman epidemi baru yang muncul dari lingkungan global yang berubah, potensi bahaya teori konspirasi berdasarkan ilmu pengetahuan palsu dan bagaimana stigma yang terkait dengan kemiskinan, ketidaksetaraan gender, preferensi seksual, dan ras memfasilitasi epidemi yang sedang berlangsung. Untuk semua siswa tahun pertama terlepas dari apakah mereka sedang mempertimbangkan jurusan sains. Prasyarat: AP Biologi atau setara. Pendaftaran terbatas untuk siswa tahun pertama. Prapendaftaran diperlukan lihat di bawah Program Seminar Tahun Pertama.

[MCDB 103b. Kanker.]

MCDB 105a atau b/MB&B 105a atau b. Biologi, Dunia dan Kita.
Musim Gugur: John Carlson, Joshua Gendron, Anthony Koleske
Musim Semi: Donald Engelman, Scott Strobel, Shirin Bahmanyar, Jacob Yannick, Candice Paulsen
MW 11,35-12,25 1 HTBA
Konsep biologi diajarkan dalam konteks isu-isu masyarakat saat ini, seperti penyakit yang muncul, organisme yang dimodifikasi secara genetik, energi hijau, penelitian sel induk, dan teknologi reproduksi manusia. Penekanan pada literasi biologis untuk memungkinkan siswa mengevaluasi argumen ilmiah.

MCDB 106a/HLTH 155a. Biologi Malaria, Lyme, dan Penyakit Tular Vektor Lainnya.
Alexia Belperron
MW 1,00-2,15
Pengantar biologi penularan patogen dari satu organisme ke organisme lain oleh serangga fokus khusus pada malaria, demam berdarah, dan penyakit Lyme. Biologi patogen termasuk cara penularan, pembentukan infeksi, dan respons imun tantangan yang terkait dengan pengendalian vektor, pencegahan, pengembangan vaksin, dan perawatan. Ditujukan untuk preferensi jurusan non-sains untuk mahasiswa baru dan mahasiswa tahun kedua. Prasyarat: biologi sekolah menengah.

MCDB 109b. Imunitas dan Penularan.
Paula Kavathas
TTh 2.30-3.20 Memenuhi RP
Pengantar dasar-dasar strategi sistem kekebalan untuk melawan patogen sambil mempertahankan harmoni dengan mikrobioma kita. Diskusi mikroba spesifik seperti influenza, HIV, dan analisis historis HPV vaksin polio dan epidemi AIDS. Pendaftaran terbatas untuk mahasiswa baru dan mahasiswa tahun kedua.


Cluster

Instruktur:
Curt Schurgers, Profesor Pengajaran Associate, Departemen Teknik Elektro dan Komputer, UCSD
Leo Porter, Profesor Pengajaran Associate, Departemen Ilmu dan Teknik Komputer, UCSD

Karcher Morris, Asisten Profesor Pengajaran, Departemen Teknik Elektro dan Komputer, UCSD

Aljabar II atau Matematika Terpadu II (Fokus dari cluster ini adalah siswa dengan sedikit atau tanpa pengalaman pemrograman sebelumnya)

Deskripsi:Saat ini komputer ada di mana-mana, mulai dari pembuat kopi dan termostat hingga ponsel dan televisi kita. Mereka membuat mobil kita lebih aman dan lebih efisien. Mereka melakukan pemrosesan gambar tingkat lanjut di perangkat cerdas. Mereka adalah mesin di balik pembuatan film, acara televisi, dan video game kita, dan mereka memicu Internet of Things. Kursus ini akan fokus pada dasar-dasar komputasi dan pengkodean, sehingga dapat diakses oleh siswa yang tidak memiliki pengalaman pemrograman sebelumnya. Ini memberikan pengenalan komputasi melalui kuliah, pembicara tamu, dan proyek. Dimulai dengan mengajarkan dasar-dasar pemrograman di mana siswa menggunakan bahasa pemrograman seperti teka-teki yang disebut AppInventor untuk membuat aplikasi ponsel. Siswa kemudian mempelajari salah satu bahasa pemrograman yang paling umum digunakan di dunia, Python, dan menggunakannya untuk melakukan manipulasi gambar (misalnya, pengaburan gambar, penggantian layar hijau) dan kemudian untuk membuat video game. Kompleksitas proyek tumbuh setiap minggu dan memuncak dalam proyek akhir yang substansial di mana siswa membentuk tim kecil dan membuat proyek pilihan mereka.

Persyaratan sistem (minimum): Laptop dengan RAM 4GB. Windows, Mac, Linux, atau Chromebook. (Minimum)

Persyaratan sistem (sangat disarankan): Laptop dengan RAM 8BG. Windows, Mac, Linux, atau Chromebook.

Cluster 2 - Desain Teknik dan Kontrol Patung Kinetik

Instruktur:
Raymond De Callafon, Profesor, Departemen Teknik Mesin & Dirgantara, UCSD

Prasyarat:
Aljabar I dan ilmu umum kelas 8 atau setara

Direkomendasikan:
Aljabar II atau Matematika Terpadu II, Trigonometri, Fisika

Keterangan:
Teknik Mesin dan Kontrol Komputer disatukan dalam banyak produk modern yang memiliki bagian yang bergerak, mulai dari mobil berat hingga drone ringan dan penyedot debu robot. Di klaster ini, siswa akan menganalisis, merancang, dan membangun Patung Kinetic (Bergerak) yang dioperasikan di bawah Kontrol Otomatis untuk mendapatkan pengenalan komprehensif tentang berbagai disiplin ilmu di bidang teknik. Siswa merancang dan menganalisis jam pendulum selama minggu pertama untuk menjadi akrab dengan Inventor, AutoCAD, menjalankan simulasi dinamis 2D, dan kemampuan manufaktur (jarak jauh) dari LASERcamm dan printer 3D. Dalam minggu-minggu berikutnya, metode Teknik Mesin akan digunakan untuk menganalisis, merancang, dan membangun patung kinetik tiga dimensi di mana kelereng bergerak di sepanjang landai, memantul di trampolin, dan jatuh di keranjang. Patung-patung itu ditambah dengan sensor, motor, dan kontrol komputer untuk menekankan perpaduan keterampilan teknik yang diperlukan untuk merancang patung kinetik yang andal dan dikontrol secara otomatis. Para siswa yang menghadiri klaster ini akan mendapatkan pengalaman rekayasa yang berharga yang mencakup penggunaan pengontrol mikroprosesor modern untuk mengukur dan menganalisis pengaturan waktu dan perilaku mekanis dari desain mereka serta mengintegrasikan desain rekayasa dan prinsip-prinsip kontrol di seluruh kurikulum klaster ini. Selain itu, siswa akan dapat (dari jarak jauh) menggunakan fasilitas canggih di departemen Teknik Mesin dan Dirgantara (MAE) yang mencakup MAE Design Studio, LASERcamm dan Printer 3D untuk pembuatan prototipe cepat bersama dengan laboratorium komputer canggih untuk membuat gambar komputer , menjalankan simulasi dinamis dan memprogram mikrokontroler. Contoh proyek tahun sebelumnya dapat dilihat di sini.

Dalam hal VPN/koneksi jarak jauh ke jaringan UCSD, kami mungkin dapat mendukung perangkat keras dan OS apa pun (kecuali Chromebook)

Klaster 3 - Perubahan Iklim

*Pengawasan orang dewasa sangat disarankan untuk beberapa aktivitas cluster.

Instruktur:
Robert Pomeroy, Profesor Pengajaran Associate, Departemen Kimia dan Biokimia, UCSD

Perubahan Iklim adalah salah satu masalah paling penting dan kontroversial yang dihadapi dunia kita. Cluster ini akan memecah Perubahan Iklim menjadi empat bagian. Bagian pertama akan fokus pada ilmu Gas Rumah Kaca, GRK, dan dampaknya terhadap keseimbangan energi atmosfer. Pada bagian selanjutnya kami akan memperkenalkan penelitian terkini yang dilakukan di UC San Diego yang meneliti peran aerosol pada keseimbangan energi dan iklim. Aerosol ini dipengaruhi oleh biologi di laut dan merupakan transformasi kimia selanjutnya dalam reaksi fase gas yang berfungsi sebagai bagian ketiga. Cluster ini akan mengeksplorasi bagaimana aktivitas manusia industri global telah berdampak pada kesehatan, ketahanan pangan, dan pemanfaatan lahan. Kami juga akan meninjau bagaimana kami dapat memitigasi perubahan iklim melalui pengurangan pemanfaatan, sumber energi alternatif, pengurangan karbon, dan geoengineering.

Contoh proyek untuk cluster ini meliputi:

Simulasi perubahan iklim GRK

Efek langsung dan tidak langsung dari aerosol atmosfer

Masalah karbon lainnya: Pengasaman Laut

VOC Atmosfer dan Aerosol Organik Sekunder

Bending the Curve: Bagaimana kita mencapai netralitas karbon?

Energi Nuklir dan Reaktor Torium Lithium Fluorida

Mengganti Minyak Bumi: Biofuel dan Bioplastik

Cluster 4 - Rekayasa Struktural: Membangun Lebih Baik

*Pengawasan orang dewasa sangat disarankan untuk beberapa aktivitas cluster.

Instruktur:
Lelli Van Den Einde, Profesor Pengajaran Associate, Departemen Teknik Struktur, UCSD

Prasyarat:
Dua tahun Aljabar atau Matematika Terpadu I & II (dengan komponen Trigonometri)

Di Cluster 4, kami suka membangun DAN menghancurkan banyak hal. Kami membangun model skala kecil dari semua jenis struktur (jembatan, bangunan, pondasi, tanah, pipa bawah tanah, struktur ruang angkasa, turbin angin, mobil, tubuh manusia, dll.) untuk melihat bagaimana kami sebagai insinyur dapat mengumpulkan berbagai komponen untuk membangun yang kuat sistem struktural.Setiap retakan dan setiap jepretan sangat mengasyikkan! Kami ingin memahami bagaimana dan mengapa itu gagal, mendiskusikan apa artinya, dan mempertimbangkan berbagai metode untuk meningkatkan desain untuk membuatnya lebih baik! Untuk lebih memahami bahan bangunan, efek dari kekuatan alam seperti gempa bumi, ledakan dan angin, dan perencanaan proyek dan bangunan, kami juga akan melakukan sejumlah laboratorium langsung. Apa pun strukturnya, kami ingin belajar membangunnya dengan lebih baik. Kami akan memperkenalkan Anda pada teknik struktural dan membenamkan Anda dalam desain dan proses pemecahan masalah. Pada akhir cluster ini, siswa akan dapat:

Jelaskan jurusan teknik struktural di UC San Diego dan jelaskan peran seorang insinyur struktural. Rancang, bangun dan uji komponen atau sistem struktural, analisis kinerjanya, dan evaluasi serta rekomendasikan kemungkinan desain ulang dari kegagalan awal. Menafsirkan konsep rekayasa struktural (SE) seperti mekanika dan material, dan menerapkannya pada desain struktural suatu komponen atau sistem. Tunjukkan kemahiran dalam soft skill seperti komunikasi lisan dan tertulis, kerja tim, dan etika teknik yang diperlukan untuk berhasil dalam bidang teknik multidisiplin. Lihat video Cluster 4 tahun lalu.

PC Windows/Mac dengan setidaknya 8GB RAM dan 100GB ruang kosong

Cluster 5 - Photonics: Teknologi Berbasis Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

*Pengawasan orang dewasa sangat disarankan untuk beberapa aktivitas cluster.

Instruktur:
Charles Tu, Profesor Terhormat, Departemen Teknik Elektro dan Komputer, UCSD
Saharnaz Baghdadchi, Asisten Profesor Pengajaran, Departemen Teknik Elektro dan Komputer, UCSD

Prasyarat:
1 tahun Fisika diutamakan

Kita jarang menyadari betapa kehidupan sehari-hari kita menggunakan fotonik, atau teknologi berbasis cahaya, seperti di layar ponsel, lampu lalu lintas, pemutar DVD, sel surya, mikroskop, endoskopi, transmisi serat optik, dll. Kemajuan fotonik sangat cepat, mirip dengan Hukum Moore untuk elektronik. Salah satu aspek terbaru dari kemajuan ini adalah integrasi fotonik dengan elektronik untuk menghasilkan sirkuit terintegrasi fotonik silikon berkecepatan tinggi. Kemajuan lain dalam fotonik termasuk integrasi kecerdasan buatan dengan optik komputasi dan pengembangan diagnostik dengan bantuan optik atau perangkat medis terapeutik. Sementara penggerak ekonomi untuk abad ke-20 adalah elektronik, penggerak ekonomi untuk abad ke-21 adalah fotonik.

Dalam Cluster ini, kita akan mempelajari pembangkitan, manipulasi, transmisi, deteksi, dan aplikasi cahaya. Mahasiswa terlebih dahulu melakukan eksperimen dengan LED, laser, prisma, lensa, dan spektrometer untuk mempelajari sifat gelombang cahaya seperti polarisasi, difraksi, dan interferensi, serta sifat partikel cahaya seperti efek fotolistrik/sel surya. Mereka kemudian akan mengerjakan proyek-proyek “workshop”, termasuk lensa plastik, sel surya, dll. Setelah itu, mereka akan mengerjakan proyek akhir pilihan mereka sebagai sebuah tim, dan mempresentasikan hasilnya kepada Cluster dan keluarga mereka sebelum upacara penutupan virtual.

Komputer apa pun dengan akses internet akan berfungsi

**Tidak ditawarkan tahun ini karena COVID-19

Klaster 6 - Biodiesel dari Sumber Terbarukan **Tidak ditawarkan tahun ini karena COVID-19

Instruktur:
Robert S. Pomeroy, Profesor Pengajaran Associate, Departemen Kimia dan Biokimia, UCSD

Prasyarat:
Pengantar kimia sekolah menengah – Pengetahuan dasar tentang ikatan ionik dan kovalen, keelektronegatifan, dan gaya tarik antarmolekul.

Keterangan:
Kursus ini akan memperkenalkan siswa untuk biofuel terbarukan. Ini adalah pengalaman intensif laboratorium di mana siswa akan mengekstrak dan memurnikan minyak (lipid) dari biomassa, mengubah minyak menjadi Fatty Acid Methyl Esters, FAMEs, juga dikenal sebagai biodiesel, mencuci dan memurnikan biodiesel, dan kemudian menganalisis kualitas jadinya. produk. Mereka akan menggunakan instrumentasi canggih seperti FTIR, GCMS, Kromatografi, dan Kalorimetri Bom untuk menentukan kualitas bahan bakar mereka.

Energi berkelanjutan melibatkan ilmuwan, pengusaha, dan konsumen yang mencari bentuk energi terbarukan yang juga tidak akan menempatkan ekosistem bumi pada risiko yang lebih besar. Biofuel dapat dihasilkan dari biomassa. Biomassa ini dapat berkisar dari limbah terestrial, pertanian, kehutanan dan kota, tanaman energi seperti kedelai, rapeseed, switchgrass dan alga. Biodiesel telah mendapatkan perhatian dalam beberapa tahun terakhir sebagai sumber bahan bakar terbarukan karena pengurangan gas rumah kaca dan emisi partikulat, dan dapat diproduksi di 10 negara bagian di AS. Untuk proyek, siswa akan menciptakan bahan bernilai lebih tinggi dari lipid tanaman untuk menghasilkan bioplastik terbarukan dan berkelanjutan yang secara ekonomi berfungsi sebagai jembatan untuk produksi biofuel skala besar.

Cluster 7 - Biologi Sintetis

* Cluster ini hanya First Choice.

*Pengawasan orang dewasa sangat disarankan untuk beberapa aktivitas cluster.

Instruktur:
Mauricio de Oliveira, Asisten Profesor, Departemen Teknik Mesin & Dirgantara, UCSD
Carlos Vera, Dosen, Departemen Bioteknologi, UCSD

Prasyarat:
Satu tahun biologi sekolah menengah.

Biologi sintetik adalah bidang teknik baru yang bertujuan untuk menghasilkan organisme baru dengan cara yang terukur dan andal untuk melakukan sesuatu yang berguna bagi umat manusia. Misalnya, mengobati penyakit, merasakan senyawa beracun, menghasilkan bahan bakar baru atau bahan berharga.

Setelah ribuan tahun manipulasi genetik dengan pembiakan selektif, rekayasa genetika akhirnya mengembangkan teknik untuk membaca dan memodifikasi kode genetik. Biologi sintetis memperkaya rekayasa genetika dengan menerapkan prinsip-prinsip rekayasa dasar (desain, pembuatan, pengujian) ke sistem modular yang dibangun dari bagian biologis standar seperti Lego yang diperoleh dari katalog open source.

Mengambil keuntungan dari peningkatan kemampuan untuk "menulis" dan "membaca" kode genetik, sekarang dimungkinkan untuk merakit urutan DNA besar dalam waktu yang minimal. Urutan pengkodean ini dapat dimasukkan ke dalam vektor plasmid dan dimasukkan ke dalam sel untuk memprogram ulang instruksi asli DNA. Kode genetik baru ini akan menghasilkan protein baru yang dapat memodifikasi struktur dan/atau fungsi sel. Dalam pengertian itu, biologi sintetik mengembangkan perangkat lunak yang membangun perangkat kerasnya sendiri!

Salah satu teknik terbaru biologi sintetik, CRISPR-Cas9, merevolusi ilmu biomedis dengan memungkinkan pengeditan informasi genetik dalam organisme kompleks yang hidup. Revolusi ini telah menciptakan banyak sekali dilema etika yang juga akan dianalisis dalam kursus ini.

Dalam kursus ini kami akan memperkenalkan konsep dasar dan teknik biologi sintetik, menerapkan prinsip-prinsip rekayasa untuk merancang, membangun dan menguji organisme yang dimodifikasi, dan mengembangkan model matematika yang menggambarkan perilaku mereka secara kuantitatif. Para siswa akan mempelajari teknik dasar rekombinan untuk mengkloning sekuens DNA spesifik dalam vektor plasmid, bagaimana mengubah bakteri E.coli dan ragi S. cerevisiae dengan vektor plasmid untuk menghasilkan protein fluoresen dan bioluminesen, memurnikan protein rekombinan, menghasilkan protein dalam sistem bebas sel , menguji sistem CRISPR-Cas9 dasar, dan memprediksi perilaku organisme yang dimodifikasi menggunakan model matematika prediktif.

Dalam cluster 7 versi online ini, siswa akan diberikan komponen elektronik untuk memodelkan sirkuit biologis dan akan belajar bagaimana mensimulasikan sirkuit genetik dasar dari tingkat molekuler hingga sel. Siswa akan bekerja dalam tim kecil dengan instruktur untuk bekerja di sirkuit mereka dan mengembangkan kode pemrograman mereka sendiri untuk melakukan simulasi. Tidak diperlukan pengalaman pemrograman sebelumnya. Banyak teknik lab basah yang dipelajari akan didemonstrasikan oleh instruktur kami dari jarak jauh dari laboratorium dan akan memberikan kesempatan kepada siswa untuk berinteraksi langsung dengan eksperimen sehingga hasilnya dapat digunakan untuk menguji model siswa. Kursus berakhir dengan siswa mengembangkan proyek mereka sendiri menggunakan keterampilan teknik yang baru mereka pelajari.


Pengantar

Untuk sebagian besar sejarahnya, biologi perkembangan terutama merupakan ilmu analitik dengan fokus kuat untuk mengungkap mekanisme rinci embriogenesis. Pekerjaan awal adalah murni deskriptif tetapi, terutama dari pertengahan abad ke-19, embriologi deskriptif didukung oleh pendekatan hipotetis-deduktif di mana para peneliti mengajukan hipotesis dan mengujinya dengan memanipulasi embrio. Teknik eksperimental termasuk: pembedahan, menghasilkan penemuan perkembangan regulatif dan induksi (lihat Daftar Istilah, Kotak 1) genetika, menghasilkan korelasi genotipe dan fenotipe dan implikasi molekul spesifik dalam peristiwa tertentu gangguan lingkungan, menghasilkan pemahaman tentang pengaruh sinyal eksternal dan produksi chimaeras dan mosaik (lihat Daftar Istilah, Kotak 1), menghasilkan pemahaman tentang nasib dan potensi sel. Rincian perkembangan embrio menjadi rumit, terutama pada tingkat molekuler, dan ini mendorong para peneliti untuk mengintegrasikan hasil dan merumuskan prinsip-prinsip abstrak yang melaluinya perkembangan embrio diperkirakan terjadi. Prinsip-prinsip ini dinyatakan dalam istilah yang jauh lebih sederhana daripada detail halus dari setiap peristiwa embrionik nyata. Contohnya termasuk penggunaan gradien untuk menentukan informasi posisi [mis. Model Bendera Prancis (Wolpert, 1969), lihat Daftar Istilah, Kotak 1], penggunaan reaksi difusi (lihat Daftar Istilah, Kotak 1) untuk de novo pola (Turing, 1952), penggunaan umpan balik oleh sinyal trofik untuk menyeimbangkan populasi sel (Raff, 1992), dan penggunaan lanskap creodes (lihat Daftar Istilah, Kotak 1) dan jaringan Boolean (lihat Daftar Istilah, Kotak 1) untuk menentukan transisi antar negara (Waddington, 1957 Kauffman, 1993). Ada, tentu saja, banyak lagi. Prinsip-prinsip ini berdiri di atas tingkat detail spesifik dari sistem perkembangan tertentu, analog dengan cara prinsip ritme dan harmoni berdiri di atas detail spesifik dari simfoni tertentu. Bersama-sama, prinsip-prinsip tersebut membentuk kerangka kerja untuk pemahaman kita saat ini tentang perkembangan, meskipun, seperti dalam analogi musik, mungkin embrio nyata hanya menunjukkan prinsip-prinsip murni, masing-masing berantakan dengan variasi detail yang berbeda.

Jaringan Boolean: Jaringan entitas (misalnya gen) yang dapat berada di salah satu dari dua keadaan, 0 atau 1, dan yang dikendalikan oleh statmorpho dari entitas lain (gen) tertentu dalam jaringan, dengan kontrol dari beberapa gen pada gen terkontrol yang sama. digabungkan menurut aturan Boolean. Misalnya, 'Gen D akan berada dalam keadaan 1 jika gen A DAN gen B berada dalam keadaan 1 ATAU jika gen C berada dalam keadaan 1' [lihat Kauffman (1993) untuk lebih jelasnya].

Chimaera: Embrio terbentuk dari campuran sel dari dua embrio dari genotipe yang berbeda.

Kreode: Salah satu dari serangkaian kemungkinan lintasan dalam ruang keadaan yang mungkin dikejar, dalam perkembangan normal, oleh sel embrio saat ia berkembang menuju salah satu pilihan nasib. Croedes mirip dengan percabangan rel kereta api di halaman marshalling, di mana gerbong dapat dialihkan.

Model Bendera Prancis: Sebuah ilustrasi prinsip-prinsip di mana gradien morfogen bekerja: idenya adalah bahwa gradien morfogen memanjang melintasi bendera kosong dan sel-sel di dalamnya membaca tingkat morfogen untuk memutuskan apakah akan menjadi merah, putih atau biru.

Histeresis: Respons yang mengikuti satu jalur dalam arah maju tetapi jalur yang berbeda dalam arah kembali (misalnya termostat yang menyala 'on' pada 20°C tetapi 'mati' pada 22°C). Histeresis dapat digunakan untuk menghindari kebimbangan.

Induksi: Dalam biologi perkembangan, memicu perkembangan satu jaringan menggunakan sinyal yang berasal dari jaringan yang berbeda dalam genetika dan biologi sintetik, memicu ekspresi gen menggunakan faktor eksogen.

Pembalikan jalur: Jalur pensinyalan di mana aktivasi di awal menyebabkan penghambatan output.

penghambatan lateral: Sebuah sel yang mengikuti pilihan nasib membuat sinyal lokal yang menghambat tetangganya untuk membuat pilihan yang sama. Ini adalah salah satu mekanisme untuk pengembangan regulasi (q.v.).

Morfogen: Sebuah molekul pensinyalan difusibel, konsentrasi lokal yang mempengaruhi perkembangan.

Mosaik: Embrio atau jaringan yang terbentuk dari campuran sel-sel dari genotipe yang berbeda, biasanya dibuat oleh mutasi satu atau lebih sel dalam embrio dua orang tua normal.

Ortogonalitas: (Ideal) non-interaksi antara dua sistem (misalnya sintetis dan alami).

Osilator: Perangkat (alami atau rekayasa) yang menghasilkan output yang naik dan turun berulang kali.

Penguncian fase: Menjaga osilasi beberapa perangkat atau sel sejalan satu sama lain.

Penginderaan kuorum: Sel mendeteksi ukuran agregat di mana mereka berada.

Reaksi-difusi: Mekanisme untuk menghasilkan pola di mana konsentrasi lokal molekul pemberi sinyal bergantung pada reaksi lokal (sintesis dan penghancuran) molekul dan juga difusinya.

Perkembangan regulasi: Sebuah mode perkembangan di mana umpan balik mengontrol nasib sel sehingga, misalnya, penghapusan sel yang ditakdirkan untuk membuat struktur tertentu diikuti oleh penggantian otomatisnya oleh tetangga yang awalnya tidak ditakdirkan untuk membuat struktur itu.

Segmentasi: Dalam perkembangannya, pembagian tubuh menjadi segmen-segmen (misalnya yang terlihat jelas bahkan dari luar cacing tanah).

Namun, dalam bidang apa pun yang terbatas pada analisis, verifikasi prinsip turunan bermasalah. Mengonfirmasi rincian peristiwa perkembangan tertentu – misalnya, bahwa gen X diperlukan untuk proses Y – sangatlah mudah, tetapi membuktikan bahwa prinsip-prinsip konseptual sepenuhnya memadai lebih merupakan masalah. Bidang biologi sintetik dapat membantu mengatasi masalah ini: jika sistem yang kompleks diyakini mencapai tindakannya menurut prinsip sederhana, maka membangun sistem baru berdasarkan prinsip itu dan menilai apakah ia melakukan tindakan yang diperlukan memberikan verifikasi yang kuat. Gagasan bahwa pemahaman biologis paling baik dipahami dengan menggunakannya untuk membangun sistem buatan bukanlah hal baru: pada tahun 1912, ahli biologi sintetik perintis Stéphane Leduc menyatakan 'ketika sebuah fenomena telah diamati pada organisme hidup, dan seseorang percaya bahwa ia memahaminya. …seseorang harus dapat mereproduksi fenomena ini sendiri' (Leduc, 1912). Bertahun-tahun kemudian, Richard Feynman membuat poin serupa, dalam konteks persamaan matematika, menulis 'Apa yang tidak dapat saya bangun, saya tidak mengerti'. Leduc paling tertarik pada biofisika morfogenesis, dan fokus utama bukunya Sintetis La Biologie (Leduc, 1912) adalah konstruksi analog yang tidak hidup dari bentuk biologis. Karya ini, yang mengacu pada karya ahli biologi sintetik sebelumnya seperti Traube (Traube, 1866) dan yang pada gilirannya memberi inspirasi kuat kepada pelopor embriologi teoretis, Thompson (Thompson, 1917), itu sendiri merupakan jalan buntu ilmiah, karena kesamaan bentuk antara organisme dan bentuk anorganik ternyata terutama kebetulan dan bukan karena mekanisme morfogenetik yang umum. Untuk alasan ini, biologi sintetis sebagian besar menghilang setelah Perang Dunia Pertama.

Abad ke-21 telah melihat kebangkitan dramatis biologi sintetik, sekarang dengan fokus pada konstruksi sistem genetik yang dirancang. Sebagian besar pekerjaan di era modern biologi sintetik ini berkaitan dengan aplikasi industri, seperti pembangunan jalur metabolisme baru untuk produksi prekursor obat (Ro et al., 2006) atau biofuel (d'Espaux et al., 2015). ), atau pembangunan sistem untuk mendeteksi jejak polusi (Webster et al., 2014). Ada juga diskusi, dan beberapa data awal, mengenai potensi penggunaan biologi sintetik untuk regenerasi jaringan dan pengobatan regeneratif, baik untuk menciptakan model penyakit yang lebih baik maupun untuk membangun perawatan (Ruder et al., 2011 Hutmacher et al., 2015 Davies dan Cachat , 2016). Namun, teknologi ini juga cocok digunakan sebagai alat untuk ilmu-ilmu dasar. Secara khusus, ini dapat memungkinkan ahli biologi perkembangan untuk membangun sistem 'perkembangan' berdasarkan prinsip-prinsip saat ini di lapangan, dan untuk memverifikasi bahwa mekanisme yang tampak realistis dalam model komputer realistis dalam sel hidup. Hal ini juga dapat memungkinkan pengujian ide-ide baru yang berasal dari imajinasi daripada analisis embrio nyata ide-ide ini mungkin metode alternatif untuk melakukan tugas yang tampaknya tidak digunakan dalam organisme yang berevolusi secara alami.

Meskipun penerapan biologi sintetik untuk pengembangan adalah bidang yang masih muda, jelas bahwa kemajuan telah dicapai dan bidang tersebut berkembang. Di sini, saya meninjau kemajuan ini dengan tujuan menyatukan hasil, melibatkan lebih banyak ahli biologi perkembangan arus utama dan, semoga, merangsang penelitian kolaboratif yang menarik. Proses perkembangan sering dibagi menjadi pola, diferensiasi dan morfogenesis, dan Tinjauan ini diatur menurut struktur itu, dengan prinsip-prinsip masing-masing topik dijelaskan terlebih dahulu, diikuti dengan presentasi sistem biologis sintetik yang telah dibangun untuk lebih memahaminya. prinsip. Di setiap bagian, setidaknya satu mekanisme biologis sintetik mani dijelaskan secara rinci dan, untuk menghemat ruang, sistem terkait dijelaskan hanya secara cukup mendalam untuk menyampaikan relevansi biologis perkembangan dari karya selanjutnya: detail dapat ditemukan di makalah yang dikutip.

Sebelum masuk ke rincian, satu hal harus dibuat jelas: Saya tidak berargumen bahwa pendekatan biologis sintetis akan menjadi cara terbaik untuk menemukan rincian mekanistik dari setiap peristiwa embriologis tertentu. Satu-satunya cara untuk melakukannya adalah dengan mempelajari peristiwa di embrio yang sebenarnya. Sebaliknya, saya berpendapat bahwa biologi sintetik memungkinkan kita untuk menguji dan mengembangkan lebih lanjut prinsip-prinsip pengorganisasian diri biologis tingkat tinggi yang mendasari embriogenesis secara umum. Pendekatan sintetik telah digunakan dengan cara ini dalam ilmu lain: pengalaman dengan kimia sintetik, bukan analisis senyawa alami, yang akhirnya menjelaskan sifat ikatan kimia (ditinjau oleh Asimov, 1979). Demikian pula, penemuan yang dibuat ketika membangun dan menguji peralatan listrik rekayasa mengarah pada pemahaman tentang listrik secara umum yang kemudian dapat diterapkan kembali ke fenomena alam yang rumit seperti elektrofisiologi (Piccolinoa, 1997). Artikel ini akan membuat argumen bahwa sistem biologi sintetik akan memiliki kegunaan yang sama dengan biologi perkembangan.


Referensi

Tasic B, dkk. Jenis sel transkriptomik bersama dan berbeda di seluruh area neokorteks. Alam. 2018563(7729):72-8.

Hie B, Peters J, Nyquist SK, Shalek AK, Berger B, Bryson BD.Metode komputasi untuk pengurutan RNA sel tunggal. Annu Rev Biomed Data Sci. 20203:339-64.

Davie K, dkk. Sebuah atlas transkriptom sel tunggal dari otak Drosophila yang menua. Sel. 2018174:982-98.

Dong X, dkk. Identifikasi akurat varian nukleotida tunggal dalam sel tunggal yang diperkuat seluruh genom. Metode Nat. 201714:491–3.

Cao J, dkk. Profil bersama aksesibilitas kromatin dan ekspresi gen dalam ribuan sel tunggal. Sains. 2018361:1380–5.

Karemaker ID, Vermeulen M. Profil metilasi DNA sel tunggal: teknologi dan aplikasi biologis. Tren Bioteknologi. 201836:952–65.

Rotem A, dkk. ChIP-seq sel tunggal mengungkapkan subpopulasi sel yang ditentukan oleh keadaan kromatin. Nat Bioteknologi. 201533:1165–72.

Stoeckius M, dkk. Pengukuran epitop dan transkriptom simultan dalam sel tunggal. Metode Nat. 201714:865–8.

Rodriques SG, dkk. Slide-seq: teknologi terukur untuk mengukur ekspresi genom-lebar pada resolusi spasial tinggi. Sains. 2019363:1463–7.

Kiselev VY, Yiu A, Hemberg M. Scmap: proyeksi data RNA-seq sel tunggal di seluruh kumpulan data. Metode Nat. 201815:359–62.

Hie B, Bryson B, Berger B. Integrasi yang efisien dari transkriptom sel tunggal heterogen menggunakan Scanorama. Nat Bioteknologi. 201937:685–91.

Haghverdi L, Lun ATL, Morgan MD, Marioni JC. Efek batch dalam data sekuensing RNA sel tunggal dikoreksi dengan mencocokkan tetangga terdekat yang saling menguntungkan. Nat Bioteknologi. 201836:421–7.

Barkas N, dkk. Analisis gabungan dari kumpulan dataset RNA-seq sel tunggal yang heterogen. Metode Nat. 201916:695–8.

Korsunsky I, dkk. Integrasi data sel tunggal yang cepat, sensitif, dan akurat dengan Harmony. Metode Nat. 20186(12):1289-96.

Stuart T, dkk. Integrasi Komprehensif data sel tunggal. Sel. 2019177:1888–1902.e21.

Welch JD, dkk. Integrasi multi-omik sel tunggal membandingkan dan membedakan fitur identitas sel otak. Sel. 2019177:1873–1887.e17.

Svensson V, Teichmann SA, Stegle O. SpatialDE: identifikasi gen variabel spasial. Metode Nat. 201815(5):343-6.

Edsgärd D, Johnsson P, Sandberg R. Identifikasi tren ekspresi spasial dalam data ekspresi gen sel tunggal. Metode Nat. 201815(5):339-42.

Sun S, Zhu J, Zhou X. Analisis statistik pola ekspresi spasial untuk studi transkriptomik yang diselesaikan secara spasial. Metode Nat. 202017(2): 193-200.

DeTomaso D, Yosef N. Mengidentifikasi modul gen informatif di seluruh modalitas genomik sel tunggal. bioRxiv. 2020:2020.02.06.937805. https://doi.org/10.1101/2020.02.06.937805.

Argelguet R, dkk. MOFA+: kerangka kerja probabilistik untuk integrasi komprehensif data sel tunggal terstruktur. bioRxiv. 2019:837104. https://doi.org/10.1101/837104.

Goldberger J, Roweis S, Hinton G, Salakhutdinov R. Analisis Komponen Lingkungan. Dalam: Kemajuan dalam Sistem Pemrosesan Informasi Saraf 2004.

Davis JV, Kulis B, Jain P, Sra S, Dhillon IS. Pembelajaran metrik informasi-teoretis. Dalam: Seri Prosiding Konferensi Internasional ACM 2007. https://doi.org/10.1145/1273496.1273523.

Weinberger KQ, Saul LK. Pembelajaran metrik jarak untuk klasifikasi tetangga terdekat margin besar. J Mach Pelajari Res. 2009 https://doi.org/10.1145/157706.1577078.

Xing EP, Ng AY, Jordan MI, Russell S. Pembelajaran metrik jarak jauh, dengan aplikasi untuk pengelompokan dengan informasi samping. Dalam: Kemajuan dalam Sistem Pemrosesan Informasi Saraf 2003.

Lopez R, Regier J, Cole MB, Jordan MI, Yosef N. Pemodelan generatif mendalam untuk transkriptomik sel tunggal. Metode Nat. 201815(12):1053-8.

Eraslan G, Simon LM, Mircea M, Mueller NS, Theis FJ. Denoising RNA-seq sel tunggal menggunakan autoencoder hitungan dalam. Komunitas Nat. 201910:390.

Lotfollahi M, Wolf FA, Theis FJ. scGen memprediksi respons gangguan sel tunggal. Metode Nat. 202016(8):715-21.

Gayoso A, Steier Z, Lopez R, Regier J, Nazor KL, Streets A, Yosef N. Pemodelan probabilistik gabungan dari pengukuran transkriptom dan proteom berpasangan dalam sel tunggal. bioRxiv. 2020 https://doi.org/10.1101/2020.05.08.083337

Wu M, Goodman N. Model generatif multimodal untuk pembelajaran dengan pengawasan lemah yang terukur. arXiv Pracetak arXiv. 2018:1802.05335. https://arxiv.org/abs/1802.05335v3.

Shi Y, Siddharth N, Paige B, Torr PH. Autoencoder campuran pakar variasi untuk model generatif dalam multi-modal. arXiv Pracetak arXiv. 2019: 1911.03393. https://arxiv.org/abs/1911.03393v1.

Kurle R, Günnemann S, Van der Smagt P. Inferensi variasi saraf multi-sumber. Dalam: Prosiding Konferensi AAI tentang Kecerdasan Buatan, vol. 33 2019.

Traag VA, Waltman L, van Eck NJ. Dari Louvain hingga Leiden: menjamin komunitas yang terhubung dengan baik. Sci Rep. 20199:1-12.

Mather A, Pollock C. Penanganan glukosa oleh ginjal. Ginjal Int. 201179:S1-S6.

McInnes L, Healy J, Saul N, Großberger L. UMAP: aproksimasi dan proyeksi manifold seragam. J Open Source Softw. 20183:861.

Drysdale R, Konsorsium FlyBase. Pangkalan Terbang. Drosophila. 2008:45–59.

Saunders A, dkk. Keanekaragaman molekul dan spesialisasi di antara sel-sel otak tikus dewasa. Sel. 20184:1015-30.

Fabregat A, dkk. Basis pengetahuan jalur Reactome. Asam Nukleat Res. 201846:D649-D655.

Singh NK, dkk. Konsep yang muncul dalam kekhususan TCR: merasionalisasi dan (mungkin) memprediksi hasil. J Imun. 2017199:2203–13.

Dash P, dkk. Fitur prediktif yang dapat diukur menentukan repertoar reseptor sel T spesifik epitop. Alam. 2017547:89–93.

Thakkar N, Bailey-Kellogg C. Menyeimbangkan sensitivitas dan spesifisitas dalam membedakan kelompok TCR dengan kesamaan urutan CDR. Bioinformatika BMC. 201920(1):1-14.

Shugay M, dkk. VDJdb: database kurasi dari urutan reseptor sel T dengan spesifisitas antigen yang diketahui. Asam Nukleat Res. 2018D1:D419-D427.

Murugan A, Mora T, Walczak AM, Callan CG. Inferensi statistik dari kemungkinan generasi reseptor sel-T dari repertoar urutan. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012109:16161-6.

Pijuan-Sala B, dkk. Peta molekuler sel tunggal dari gastrulasi tikus dan organogenesis awal. Alam. 2019566:490-5.

Argelguet R, dkk. MOFA+: kerangka kerja statistik untuk integrasi komprehensif data sel tunggal multi-modal. Biola genom. 202021:1-17.

Hochgerner H, Zeisel A, Lönnerberg P, Linnarsson S. Sifat yang dilestarikan dari neurogenesis dentate gyrus di seluruh perkembangan pascakelahiran yang diungkapkan oleh pengurutan RNA sel tunggal. Nat Neurosci. 201821:290-299.

Bergen V, Lange M, Peidli S, Wolf FA, Theis FJ. Generalisasi kecepatan RNA ke status sel sementara melalui pemodelan dinamis. Nat Bioteknologi. 2020:1–7. https://doi.org/10.1038/s41587-020-0591-3.

Hie B, Cho H, DeMeo B, Bryson B, Berger B. Sketsa geometris secara ringkas merangkum lanskap transkriptomik sel tunggal. Sistem Sel. 20198(6):483-93.

DeMeo B, Berger B. Hopper: algoritma optimal matematis untuk membuat sketsa data biologis. Bioinformatika. 202036:i236-i241.

Argelguet R, dkk. Profil multi-omics dari gastrulasi tikus pada resolusi sel tunggal. Alam. 2019576:487–91.

Pedregosa F, dkk. Scikit-learn: pembelajaran mesin dengan Python. J Mach Pelajari Res. 201112:2825-30.

Wolf FA, Angerer P, Theis FJ. SCANPY: Analisis data ekspresi gen sel tunggal skala besar. Biola genom. 201819(1):1-5.

Haghverdi L, dkk. Pseudotime difusi dengan kuat merekonstruksi percabangan garis keturunan. Metode Nat. 201613(10):845.

Elad M. Representasi yang jarang dan berlebihan: dari teori hingga aplikasi dalam pemrosesan sinyal dan gambar 2010. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7011-4.

Mallat SG, Zhang Z. Mencocokkan pencarian dengan kamus frekuensi waktu. Proses Sinyal Trans IEEE. 199341:3397-15.

Singh R, Hie B, Narayan A, Berger B. Kode sumber untuk "Skema: pembelajaran metrik memungkinkan sintesis yang dapat ditafsirkan dari modalitas sel tunggal yang heterogen". Github. 2019 https://github.com/rs239/schema

Singh R, Hie B, Narayan A, Berger B. Skema rilis v0.1.0. Zenodo. 2021 https://doi.org/10.5281/zenodo.4521803.

Lajoie BR, Dekker J, Kaplan N. Panduan Hitchhiker untuk analisis Hi-C: panduan praktis. Metode. 201572:65-75.

Davis CA, dkk. Ensiklopedia elemen DNA (ENCODE): pembaruan portal data. Asam Nukleat Res. 2018D1:D794-D801.


Opsi akses

Beli satu artikel

Akses instan ke PDF artikel lengkap.

Perhitungan pajak akan diselesaikan saat checkout.

Berlangganan jurnal

Akses online langsung ke semua masalah mulai tahun 2019. Langganan akan diperpanjang secara otomatis setiap tahun.

Perhitungan pajak akan diselesaikan saat checkout.


Bab buku tentang ‘Merawat’ dalam biologi sintetik

Biologi sintetik, sejak tahap awal pengembangannya, memiliki fokus eksplisit pada masalah keamanan hayati dan keamanan hayati. Kekhawatiran ini diidentifikasi dan ditangani dengan cara yang berbeda, termasuk strategi yang ‘menjaganya’ dengan menghilangkannya dari pikiran, dan pendekatan yang menangani dan ‘memperhatikan’ masalah dengan cara yang lebih terbuka. Dalam bab ini, kita melihat pembentukan kekhawatiran dan ketidakpedulian yang berkaitan dengan keamanan hayati dan keamanan hayati dalam dua inisiatif biologi sintetik profil tinggi: Pusat Penelitian Rekayasa Biologi Sintetis (Synberc) yang berbasis di AS, dan mesin rekayasa genetika internasional (iGEM ) kompetisi siswa. Kami mengidentifikasi berbagai contoh dan strategi di mana para pelaku dalam inisiatif ini membuat masalah keselamatan dan keamanan terlihat dan tidak terlihat. Kami menyarankan bahwa masing-masing mencerminkan pemahaman dan pendekatan tertentu yang terletak pada ‘menjaga,’ dengan implikasi berbeda tentang bagaimana institusi, struktur epistemik, identitas praktisi, dan objek biologi sintetis dapat berkembang. Dalam contoh-contoh ini, kami juga berusaha untuk mempertanggungjawabkan keterlibatan kami sendiri sebagai ilmuwan sosial dalam aktivitas Synberc dan iGEM.

Bab ini adalah bagian dari buku yang mengeksplorasi ketidakhadiran dan ketidakhadiran dalam perdebatan tentang sains dan keamanan. Melalui berbagai studi kasus, termasuk pengendalian senjata biologi dan kimia, jurnalisme sains, penelitian nanoteknologi dan neuroetika, para kontributor mengeksplorasi bagaimana hal-hal menjadi tidak ada, diabaikan atau dilupakan dan implikasinya bagi etika, kebijakan, dan masyarakat.

Evans, Sam Weiss, dan Emma K. Frow. 2015. “‘Merawat’ dalam Biologi Sintetis.” In Absen dalam Sains, Keamanan, dan Kebijakan: Dari Agenda Penelitian hingga Strategi Global, diedit oleh Brian Rappert dan Brian Balmer. Palgrave.

Bagikan ini:

Beberapa referensi yang baru-baru ini saya temui

Lihat perpustakaan referensi Zotero saya untuk melihat daftar lengkap artikel yang saya kerjakan.


Tonton videonya: DNA cloning and recombinant DNA. Biomolecules. MCAT. Khan Academy (Oktober 2022).