Ученые разрабатывают «эволюцию», чтобы раскрыть силу эволюции для улучшения инженерной биологии

Определяющей характеристикой всей жизни является ее способность развиваться. Однако тот факт, что биологически сконструированные системы будут развиваться при использовании, до настоящего времени в основном игнорировался. Это привело к биотехнологиям с ограниченным функциональным сроком хранения, которые не могут использовать мощные эволюционные возможности, присущие всей биологии.


Сим Касл, первый автор исследования, опубликованного в Nature Communications, и аспирант Школы биологических наук в Бристоле, объяснил мотивацию этой работы: «В биологии меня всегда восхищало то, что она меняется, хаотична, адаптируется, развивается. Поэтому биоинженеры не делают этого. просто конструируйте статические артефакты — они конструируют живые популяции, которые продолжают мутировать, расти и подвергаться естественному отбору ».

Понимая, что описание этого изменения было ключом к использованию эволюции, команда разработала концепцию эволюции, чтобы уловить эволюционный потенциал биосистемы. Важно отметить, что эволюцию можно разделить на три ключевые части: вариация, функция и отбор, каждая из которых предлагает биоинженерам ручку настройки для управления возможными путями, доступными для эволюции.

Профессор Клэр Грирсон, соавтор и руководитель Школы биологических наук в Бристоле, добавила: «Изучение того, как эффективно проектировать с помощью эволюции, является одной из, если не самой большой, проблем, с которыми сегодня сталкиваются биоинженеры. Наша работа обеспечивает отчаянно необходимую основу для помочь описать эволюционный потенциал биосистемы и переосмыслить биологическую инженерию так, чтобы она работала в гармонии со способностью жизни к развитию ».

Сим Кастл далее заявил: «Что было удивительно, так это то, что многие из инструментов, уже доступных биоинженерам, прекрасно вписывались в нашу структуру, если рассматривать их с эволюционной точки зрения. Поэтому мы, возможно, не слишком далеки от того, чтобы сделать эволюцию ключевой особенностью будущих инженерных биологических систем. «

Доктор Томас Гороховски, старший автор и научный сотрудник Университета Королевского общества в Бристоле, в заключение сказал: «Наша концепция эволюции не только предоставляет средства для разработки биотехнологий, которые могут использовать эволюцию по-новому, но и открывает новые захватывающие возможности для размышлений. об эволюции и ее реализации в совершенно новых контекстах. Потенциально это может даже привести к разработке новых, самоадаптирующихся технологий, которые развиваются с нуля, вместо того, чтобы возиться с биологическими технологиями, которые уже существуют ».