Основные направления синтетической биологии

1. Основные направления синтетической биологии

10 класс (углубленный уровень)

2.

Изображение от freepik</a>
Синтетическая биология — это междисциплинарная
область науки, объединяющая биологию, инженерию,
химию и информатику для проектирования и создания
новых биологических систем или модификации
существующих.

3.

Основные направления синтетической биологии
1. Конструирование искусственных биологических
систем
2. Биологические схемы и генетические цепи
3. Метаболическая инженерия
4. Биокомпьютинг и молекулярные вычисления
5. Прикладная синтетическая биология
6. Биобезопасность и биоэтика
7. Медицина
Изображение от freepik</a>

4.

Основные направления синтетической биологии
Конструирование искусственных биологических
систем
Синтетические геномы: создание искусственных
ДНК (например, геном бактерии Mycoplasma
mycoides создан искусственно в 2010 г.)
Проект «Минимальный геном»: определение
набора генов, необходимых для жизни
(например, Mycoplasma laboratorium с 473 генами).
Ксенобиология: использование «неприродных»
нуклеотидов для создания организмов
с расширенным генетическим кодом.
Изображение от freepik</a>

5.

Основные направления синтетической биологии
Биологические схемы и генетические цепи
Генетические «переключатели»: создание
логических схем в клетках (например,
репрессируемые промоторы, CRISPRпереключатели).
Биосенсоры: создание бактерий, меняющих цвет
при обнаружении токсинов или патогенов.
Изображение от freepik</a>

6.

Основные направления синтетической биологии
Метаболическая инженерия
Производство биотоплива: модификация
микроорганизмов для синтеза этанола, бутанола,
водорода.
Биосинтез лекарств: создание микроорганизмов,
производящих антибиотики, вакцины,
противораковые вещества (например, артемизинин
в дрожжах,
инсулин в кишечной палочке).
Биоматериалы: производство биоразлагаемых
пластиков.
Изображение от freepik</a>

7.

Основные направления синтетической биологии
Биокомпьютинг и молекулярные вычисления
Использование ДНК и белков для хранения и
обработки информации (ДНК-компьютеры –
1 грамм ДНК = 215 млн
ГБ!).
Клеточные сети, выполняющие логические
операции.
Изображение от freepik</a>

8.

Основные направления синтетической биологии
Прикладная синтетическая биология
Создание бактерий, разлагающих загрязнители
(нефть, пластик), растений, поглощающих токсины
из почвы.
Проектирование микробных организмов,
позволяющих растениям усваивать азот.
Создание ГМ-культур с повышенной
устойчивостью к засухе и вредителям.
Изображение от freepik</a>

9.

Основные направления синтетической биологии
Биобезопасность и биоэтика
Разработка систем сдерживания (например,
генетические "замки", зависимость от искусственных
аминокислот).
Регулирование использования синтетических
организмов.
Изображение от freepik</a>

10.

Основные направления синтетической биологии
Генная терапия и медицинские приложения
Лечение генетических болезней (например,
редактирование генов для лечения
серповидноклеточной анемии, сахарного диабета).
Создание синтетических вирусов для доставки
лекарств в клетки.
Персонализированная медицина
Создание индивидуальных методов лечения на
основе генома пациента.
Изображение от freepik</a>

11.

Изображение от freepik</a>
Синтетическая биология позволяет:
Создавать новые лекарства и биоматериалы.
Очищать окружающую среду.
Разрабатывать биокомпьютеры.