합성 생물학이란?
합성 생물학은 DBTL(설계-제작-시험-학습) 접근 방식과 같은 공학적 원리를 사용하여 매우 예측 가능한 방식으로 미생물을 유도하여 단백질을 제조하도록 대사 경로를 조작하는 것을 가리키는 광범위한 용어입니다. 때로는 개별 유전자가 변형되고 때로는 전체 유전체가 원하는 특성에 맞게 편집됩니다.
합성 생물학은 생물학, 공학, 컴퓨터 과학의 원리를 결합하여 새로운 기능이나 성능을 갖춘 생물학적 부품, 장치 및 시스템을 설계하고 구성하는 학제간 분야입니다. 새로운 치료, 백신, 식물과학, 바이오연료의 생성을 포함한 학계와 업계의 응용 분야에 영향을 미칠 수 있습니다. 자연 Biological System의 일부를 공학적 생물학적 경로의 구성 요소로 사용하기 전에 생성, 특성화 및 분리하는 데 중점을 두는 경우가 많습니다.
합성 생물학의 장점
생물 기반 경제라는 개념은 합성 생물학을 기반으로 하는 지속 가능한 미래에 대한 비전의 핵심입니다. 이 경제는 재생 가능한 생물학적 자원을 활용해 식량, 재료, 에너지를 생산하며, 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 환경에 미치는 영향을 최소화합니다. 합성 생물학은 자원을 생산하고 소비하는 방식을 변화시킴으로써 더욱 지속 가능하고 회복탄력적인 경제를 창출할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
합성 생물학은 세계에서 가장 시급한 과제 중 일부를 해결하는 혁신적인 접근 방식을 대표합니다. 이 분야는 유전 공학과 생물학의 원리를 활용하여 의료, 식량 생산, 환경적 지속가능성의 발전을 촉진할 수 있는 혁신적인 솔루션을 제공합니다.
합성 생물학은 어디에 사용되나요?
합성 생물학의 본질은 가장 기본적인 수준에서 생명을 설계하고 이를 통해 전례 없는 정밀성과 목적을 가지고 biological system을 재구성하고 재창조할 수 있는 능력에 있습니다. 전염병을 막을 수 있는 백신의 신속한 개발부터 전통적인 농업에서 환경적 피해를 줄이는 배양육의 개발까지, 합성 생물학은 우리가 문제에 접근하고 해결책을 개발하는 방식에 혁명을 일으키고 있습니다.
질병 연구 및 치료 분야에서의 CRISPR-Cas9의 최신 발전 및 응용 분야에 대해 자세히 알아보려면 블로그를 읽고 Molecular Devices의 Drug Target Review 팟캐스트의 최신 에피소드를 들어보세요. 이 팟캐스트에는 튀빙겐 대학 병원 안과 연구소의 Pietro De Angeli 박사와 Princess Maxima Center의 Maarten 박사가 출연합니다.
의료서비스:
합성 생물학은 새로운 치료와 백신의 개발을 가능하게 함으로써 의료서비스에 혁명을 일으키고 있습니다. 예를 들어, 제조된 박테리아와 바이러스는 환자에게 치료용 유전자를 전달하는 데 사용될 수 있으며, 합성 생물학 기술은 복잡한 생물학적 약물을 보다 효율적으로 생산하는 데 활용되고 있습니다.
백신 외에도 합성 생물학은 유전질환에 대한 새로운 치료를 개발하는 데에도 활용되고 있습니다. 예를 들어, CRISPR-Cas9 기술은 겸상 적혈구 빈혈 및 낭포성 섬유증과 같은 질병을 일으키는 유전자 돌연변이를 교정하는 데 유망한 것으로 나타났습니다. 연구자들은 영향을 받은 세포의 DNA를 정밀하게 편집함으로써 이러한 질병을 유전적 근원에서 치료할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이는 이러한 질환을 앓고 있는 개인의 삶의 질을 향상시킬 뿐만 아니라 만성 질환을 관리하는 데 따른 장기적인 의료 비용을 줄여줍니다.
지속 가능한 식품 생산:
합성 생물학은 미생물을 조작하여 식품 성분을 생산함으로써 식량 부족 문제를 해결하고 전통 농업이 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 실험실에서 동물 세포를 배양하여 생산한 배양육은 가축 사육의 필요성과 이와 관련된 환경적 부담을 크게 줄일 수 있는 유망한 응용 분야 중 하나입니다. 실험실 환경에서 동물 세포를 배양함으로써 과학자들은 가축을 키우거나 도축하지 않고도 고기를 생산할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 기존 육류 생산과 관련된 온실 가스 배출, 토지 이용 및 물 소비를 크게 줄여줍니다.
배양육 이외에도 합성 생물학은 미생물을 조작하여 단백질, 향미료, 비타민 등의 식품 성분을 생산하는 데 활용되고 있습니다. 이러한 생물 기반 성분은 전통적인 농업 방식보다 더 지속 가능한 방식으로 더 적은 리소스를 사용하여 생산될 수 있습니다. 예를 들어, 정밀 발효는 단백질과 기타 영양소를 대량으로 생산하여 더욱 탄력적이고 지속 가능한 식량 시스템을 만드는 데 기여할 수 있습니다.
실험실에서 식탁까지: 글로벌 식량 지속 가능성 개선을 주제로 한 주문형 웨비나를 시청하고 지속 가능한 식량 생산에 대해 자세히 알아보세요.
환경 관리:
합성생물학은 생물 기반 소재의 개발과 오염물질의 생물학적 치료를 통해 환경적 지속가능성에 기여할 수도 있습니다. 조작된 미생물은 환경 독소를 분해하거나 생분해성 플라스틱을 생산하도록 설계되어 기존 산업 공정에 비해 더욱 친환경적인 대안을 제공할 수 있습니다.
합성 생물학 자동화
DBTL(설계-제작-시험-학습) 접근 방식
합성 생물학의 기본 개념 중 하나는 '바이오브릭'이라는 개념입니다. 바이오브릭은 다양한 조합으로 조립하여 유전적 구조를 구축하는 표준화된 DNA 서열입니다. DBTL 주기(설계-제작-시험-학습) 접근방식을 따르면 합성 생물학은 전자 구성요소를 사용하여 복잡한 회로를 구성하는 방식과 유사하게 biological system의 체계적이고 예측 가능한 제조를 가능하게 합니다.
합성 생물학 실험과정 자동화하기
High-Throughput 합성 생물학 응용 분야에서는 자동 피킹 실행 데이터 추적과 데이터베이스 관리를 통해 하루에 최대 30,000개의 콜로니를 피킹하는 당사의 QPix 미생물 콜로니 피커와 같은 로봇 제어 미생물 콜로니 피커의 생산성 향상으로 인해 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 이 기능은 엔드투엔드 분자 실험과정에 통합되어 사용자에게 더 높은 처리량과 더 긴 휴면 시간을 제공합니다.
합성 생물학 응용분야 및 자료
합성 생물학을 통해 원하는 기능을 갖춘 맞춤형 Biological System을 설계하고 제작할 수 있습니다.