I la biologia esdevingué enginyeria
L’adopció d’estàndards per a sistemes vius
Encara que la història de la biologia sintètica que coneixem es remunta molt de temps arrere, el naixement de la seua versió contemporània es pot situar clarament en l’Institut Tecnològic de Massachussetts (MIT, en les seues sigles en anglès) al començament dels anys 2000.
En aquella època, Tom Knight, un professor d’intel·ligència artificial en el Departament de Ciències de la Computació del MIT, va començar a formalitzar la idea d’abordar els sistemes biològics utilitzant com a marc interpretatiu tota l’artilleria conceptual de l’enginyeria elèctrica, industrial i computacional.
Per a això, calia adaptar a les entitats vives les abstraccions fonamentals dels enginyers quan analitzen i dissenyen objectes amb diferents graus de complexitat.
D’aquesta manera, el conegut com a dogma central de la biologia molecular se substitueix per un marc interpretatiu altament abstracte en el qual les parts biològiques donen lloc als dispositius i aquests als mòduls i sistemes.
I el context evolutiu per a explicar l’origen de les funcions biològiques s’aparca per a posar tot l’èmfasi en la lògica relacional que fa que els sistemes vius funcionen ací i ara (De Lorenzo, 2018).
Aquesta «opció hermenèutica» permet una visió dels sistemes vius compatible però molt diferent de la de la biologia molecular.
Mentre que aquesta –fundada per científics atòmics de la postguerra mundial– va promoure una visió de les entitats biològiques a través dels ulls de la física, la biologia sintètica ambiciona reinterpretar-les a través de l’enginyeria (Andrianantoandro, Basu, Karig i Weiss, 2006).
Un efecte col·lateral d’aquest nou punt de vista és que, a diferència de la biologia molecular, l’agenda de la biologia sintètica no té a veure només amb la comprensió dels objectes biològics existents, sinó també amb la seua modificació racional per a donar lloc a propietats i funcionalitats noves, en alguns casos, d’alt valor econòmic.
Per a això, primer cal desconstruir els sistemes biològics existents en un catàleg de parts que, una vegada estandarditzades, poden reconnectar-se amb una lògica predeterminada per a generar funcionalitats noves.
Però retrocedim un moment al principi.
En què es basava l’optimisme manifestat en els començaments per Tom Knight i els seus col·legues del MIT?
En els anys previs a la conceptualització de la biologia sintètica, van aparèixer tres articles que molts consideren fundacionals del camp, encara que en cap dels casos així s’expresse explícitament en el text de les publicacions corresponents.
L’angle revolucionari d’aquest treball era que aquest comportament estava dissenyat racionalment amb principis d’enginyeria i amb una configuració totalment artificial (no hi ha casos similars en el món natural).
Encara així, el comportament responia fidelment a un model matemàtic simulable en un ordinador.
El segon article fundacional va ser publicat pel grup de J. Collins en el mateix any i descrivia el disseny i funcionament d’un interruptor genètic (toggle switch), assemblat amb dues de les parts biològiques (els repressors transcripcionals) utilitzades en el cas anterior (Gardner, Cantor i Collins, 2000).
Però, en aquest cas, cablades d’una manera molt diferent i que donava lloc a l’expressió estable de dos gens alternatius.
En una tercera publicació en l’any 2000 del laboratori de L. Serrano, es descrivien circuits genètics simples en els quals s’introduïen de manera racional llaços de retroalimentació negatius que donaven estabilitat al sistema (Becskei i Serrano, 2000).
I després de la corresponent formulació de la disciplina en el MIT per Knight i els seus col·laboradors Drew Endy (Endy, 2005) i Ron Weiss (Andrianantoandro et al., 2006) podem dir que la biologia sintètica havia nascut.
Víctor de Lorenzo.Professor d’Investigació del Consell Superior d’Investigacions Científiques en el Centre Nacional de Biotecnologia a Madrid (Espanya).
Els seus interessos se centren en la biologia i el potencial biotecnològic dels bacteris ambientals, amb èmfasi en la regulació transcripcional de les rutes biodegradatives per a compostos xenobiòtics i el desenvolupament d’eines moleculars per a programar microorganismes com a catalitzadors industrials.
Més recentment, el seu treball explora la interfase entre la biologia sintètica i la microbiologia ambiental.
La biologia sintètica interpreta els sistemes biològics segons els conceptes de l'enginyeria elèctrica, industrial i computacional. A diferència de la biologia molecular, en la biologia sintètica les parts biològiques determinen els dispositius i aquests, els mòduls i els sistemes. Els interessos d'aquesta nova biologia són els bacteris ambientals i el desenvolupament d'eines moleculars que programin microorganismes com a catalitzadors industrials.
La biologia molecular veu les entitats biològiques a través dels ulls de la física; la biologia sintètica vol reinterpretar-les a través de l’enginyeria. A diferència de la biologia molecular, la biologia sintètica no pretén només la comprensió dels objectes biològics existents, sinó també la seva modificació racional per a donar lloc a propietats i funcionalitats noves, sovint d’alt valor econòmic.
La biologia sintètica, com a "opció hermenèutica", neix i es formula a inicis dels 2000 al MIT. Consisteix en un nou marc interpretatiu de la biologia segons principis de l'enginyeria: deconstrucció i estandardització dels sistemes biològics per modificar-ne les relacions i generar funcionalitats noves. Les possibilitats de modificació i millora dels sistemes vius té un enorme potencial econòmic.
En aquella època, Tom Knight, un professor d’intel·ligència artificial en el Departament de Ciències de la Computació del MIT, va començar a formalitzar la idea d’abordar els sistemes biològics utilitzant com a marc interpretatiu tota l’artilleria conceptual de l’enginyeria elèctrica, industrial i computacional.
Mentre que aquesta –fundada per científics atòmics de la postguerra mundial– va promoure una visió de les entitats biològiques a través dels ulls de la física, la biologia sintètica ambiciona reinterpretar-les a través de l’enginyeria (Andrianantoandro, Basu, Karig i Weiss, 2006).
Un efecte col·lateral d’aquest nou punt de vista és que, a diferència de la biologia molecular, l’agenda de la biologia sintètica no té a veure només amb la comprensió dels objectes biològics existents, sinó també amb la seua modificació racional per a donar lloc a propietats i funcionalitats noves, en alguns casos, d’alt valor econòmic.dy (Endy, 2005) i Ron Weiss (Andrianantoandro et al., 2006) podem dir que la biologia sintètica havia nascut.
Els seus interessos se centren en la biologia i el potencial biotecnològic dels bacteris ambientals, amb èmfasi en la regulació transcripcional de les rutes biodegradatives per a compostos xenobiòtics i el desenvolupament d’eines moleculars per a programar microorganismes com a catalitzadors industrials.
Encara que la història de la biologia sintètica que coneixem es remunta molt de temps arrere, el naixement de la seua versió contemporània es pot situar clarament en l’Institut Tecnològic de Massachussetts (MIT, en les seues sigles en anglès) al començament dels anys 2000.
Mentre que aquesta –fundada per científics atòmics de la postguerra mundial– va promoure una visió de les entitats biològiques a través dels ulls de la física, la biologia sintètica ambiciona reinterpretar-les a través de l’enginyeria (Andrianantoandro, Basu, Karig i Weiss, 2006).
Un efecte col·lateral d’aquest nou punt de vista és que, a diferència de la biologia molecular, l’agenda de la biologia sintètica no té a veure només amb la comprensió dels objectes biològics existents, sinó també amb la seua modificació racional per a donar lloc a propietats i funcionalitats noves, en alguns casos, d’alt valor econòmic.
En els anys previs a la conceptualització de la biologia sintètica, van aparèixer tres articles que molts consideren fundacionals del camp, encara que en cap dels casos així s’expresse explícitament en el text de les publicacions corresponents.
Encara que la història de la biologia sintètica que coneixem es remunta molt de temps arrere, el naixement de la seua versió contemporània es pot situar clarament en l’Institut Tecnològic de Massachussetts (MIT, en les seues sigles en anglès) al començament dels anys 2000.
D’aquesta manera, el conegut com a dogma central de la biologia molecular se substitueix per un marc interpretatiu altament abstracte en el qual les parts biològiques donen lloc als dispositius i aquests als mòduls i sistemes.
Mentre que aquesta –fundada per científics atòmics de la postguerra mundial– va promoure una visió de les entitats biològiques a través dels ulls de la física, la biologia sintètica ambiciona reinterpretar-les a través de l’enginyeria (Andrianantoandro, Basu, Karig i Weiss, 2006).
Un efecte col·lateral d’aquest nou punt de vista és que, a diferència de la biologia molecular, l’agenda de la biologia sintètica no té a veure només amb la comprensió dels objectes biològics existents, sinó també amb la seua modificació racional per a donar lloc a propietats i funcionalitats noves, en alguns casos, d’alt valor econòmic.
L’angle revolucionari d’aquest treball era que aquest comportament estava dissenyat racionalment amb principis d’enginyeria i amb una configuració totalment artificial (no hi ha casos similars en el món natural).
La biologia sintètica contemporània va néixer a l'Institut Tecnològic de Massachusetts a principis dels anys 2000.
Les diferències entre la biologia molecular tradicional i la seva evolució cap a la biologia sintètica.
A inicis del segle XXI es produeix un revolucionari canvi epistemològic de les ciències biològiques en incorporar abstraccions de l'enginyeria.