合成生物学

合成生物学は、工学、分子生物学、細胞生物学、システム生物学などの分野の原理を使用する学際的な科学です。これには、自然界から既存の生物をリモデリングしたり、タンパク質や酵素の生産、バイオレメディエーション、付加価値のある高分子の生産、作物への望ましい形質の追加などの用途のために、まったく新しい合成生物を構築することが含まれます。

ゴールデンライス

ゴールデンライスは、ビタミンAの前駆体であるβ-カロチンが豊富な穀物を生産する遺伝子組み換えイネ植物ですβ。ただし、生産は葉でのみ発生し、生産経路の一部は穀物でオフになります。イネのゲノムに酵素(フィトエンシンターゼ、フィトエン不飽和化酵素、リコピンβ-シクラーゼ)の3つの遺伝子が挿入されると、イネの粒にβ-カロテンが産生されます。

人工ゲノムと生物

全く新しい合成ゲノムの構築は、ゲノムリモデリングよりも比較的複雑であり、この方法論を徐々に発展させるために、長年にわたっていくつかの努力がなされてきました。2002年、ポリオウイルスの最初の人工ウイルスゲノムが合成されました。しかし、大きなブレークスルーとなったのは、2008年にマイコプラズマ・ジェニタリウムの合成細菌ゲノムが合成されたことです。M.genitaliumは、~6,000,000 bpのDNAにコードされた約485の遺伝子を持つ最小のゲノムの1つを持っていたため、この方法論を開発するための選択生物として選択されました。これらの遺伝子のうち~100個は非必須であったため、最小限の合成ゲノムを作成するために排除されました。

開発された方法論を使用して、これらの研究者は一歩先を行き、合成単細胞生物を作成しました。この合成生物のゲノム配列は、マイコプラズマ・マイコイデスに由来しています。M.mycoidesはM.genitaliumよりも大きく、成長率が速いため、この実験に選ばれました。

2017年に酵母Saccharomyces cerevisiaeのゲノムを部分的に合成したことは、人工的に合成されたゲノムのリストに新たに追加されたものであり、研究者は現在、ヒト細胞株のゲノムや他の植物や動物のゲノムを合成しようとしています。合成生物学には数え切れないほどの利点がありますが、それを取り巻くいくつかの倫理的懸念があります。 生物兵器の開発への利用を含みます。