Synthetische biologie is een logisch vervolg op de explosieve groei in kennis en informatie van de moleculaire biologie, genetica, scheikunde en biochemie, die mogelijk is gemaakt mede door tal van technologische ontwikkelingen en de inbreng van andere disciplines als de natuurkunde, computerwetenschappen, bioinformatica en bioengineering.
We kunnen al bijna in een handomdraai het complete DNA van grote en kleine organismen ontrafelen, we kunnen grote stukken DNA in het laboratorium nabouwen, we kunnen nagaan welke genen in een organisme aan staan en welke uit – en dus welke stoffen er op dat moment worden gebouwd. De taak van verschillende moleculen en de levensloop van cellen kunnen nauwkeurig worden gevolgd.
Dit artikel is overgenomen uit De Nederlandse Wetenschapsagenda van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). Het is onderdeel van het Kennislinkdossier Tien uitdagingen voor de chemie.
Synthetische biologie maakt van al deze kennis gebruik om nieuwe, kunstmatige, cellulaire of niet-cellulaire systemen te creëren.
Herontwerpen
Het is nog lang niet zo ver dat we cellen op de tekentafel kunnen herontwerpen of veranderen en vervolgens in het laboratorium in elkaar kunnen knutselen. Het is meer een kwestie van steeds opnieuw modelleren, trial and error en slim gebruik maken van de mogelijkheden van natuurlijke selectie.
Het werkgebied van de synthetische biologie is enorm en omvat niet alleen het verbouwen of herontwerpen van levende cellen maar ook de constructie van nieuwe systemen op basis van celonderdelen zoals membraanlipiden, receptoren, kanaaleiwitten en enzymen. Zulke constructies in vitro (’in de reageerbuis’) maken gebruik van de unieke eigenschappen van biomoleculen en van de ongekende mogelijkheden van de organische chemie om moleculen en materialen bijna naar wens te maken.
Synthetische biologie staat als technologie nog in de kinderschoenen, maar de mogelijkheden voor het construeren van cellen met bijvoorbeeld nieuwe detectiemogelijkheden en het maken van zelf-assemblerende biologische materialen zijn ongekend. Het gebied heeft daarom ook een grote vlucht genomen en wordt wereldwijd breed ondersteund. Of we er ooit, en dan niet alleen voor de bühne, werkelijk in zullen slagen een zelfstandig levende cel vanuit een bouwpakket in elkaar te zetten, is nog steeds een open vraag. De mogelijkheden hiervoor komen echter steeds meer binnen bereik.
Chemie in De Nederlandse Wetenschapsagenda
Dit artikel is overgenomen uit De Nederlandse Wetenschapsagenda van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). Deze Agenda is een bundeling van uitdagende onderzoeksvragen op alle wetenschapsgebieden.
De redactie Scheikunde van Kennislink selecteerde tien hoofdstukken met relevantie voor de scheikunde. Ze geven een mooi overzicht van belangrijke actuele thema’s in het Nederlandse chemisch wetenschappelijke onderzoek:
- Kunnen we zonlicht in onze volledige energiebehoefte laten voorzien?
- Hoe verlopen biochemische reacties in levende cellen?
- Kunnen wij zelf een levende cel in elkaar zetten?
- Kunnen we organen nabootsen op een chip?
- Kan chemische reactiviteit theoretisch worden voorspeld?
- Kunnen we moleculen zichzelf laten assembleren tot nieuwe structuren?
- Hoe ontwerpen we duurzame chemische productiemethoden?
- Kunnen we nieuwe materialen ontwerpen op de schaal van atomen?
- Kunnen we materialen maken die defecten zelf herstellen?
- Kunnen we het gedrag van complexe en levende materie begrijpen?
Alle hoofdstukken uit De Nederlandse Wetenschapsagenda zijn bij de KNAW als PDF te downloaden. Een gedrukte versie is verkrijgbaar bij Amsterdam University Press of te bestellen via de boekhandel: ISBN 978-90-6984-627-9
Meer synthetische biologie op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/synthetische-biologie/index.atom", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}