البيولوجيا التركيبية

علم الأحياء التركيبي ( SynBio ) هو مجال علمي متعدد التخصصات يطبق مبادئ الهندسة لتطوير أجزاء وأجهزة وأنظمة بيولوجية جديدة، أو لإعادة تصميم الأنظمة الموجودة في الطبيعة. [ 1 ] يشمل هذا المجال نطاقًا واسعًا من المنهجيات من مختلف التخصصات، مثل الكيمياء الحيوية ، والتكنولوجيا الحيوية ، والمواد الحيوية ، وعلوم/هندسة المواد ، والهندسة الوراثية، وعلم الأحياء الجزيئي ، والهندسة الجزيئية ، وعلم الأحياء النظمي ، وعلوم الأغشية ، والفيزياء الحيوية ، والهندسة الكيميائية والبيولوجية ، والهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب ، وهندسة التحكم ، وعلم الأحياء التطوري .
يشمل ذلك تصميم وبناء الوحدات البيولوجية والأنظمة البيولوجية والآلات البيولوجية ، أو إعادة تصميم الأنظمة البيولوجية الموجودة لأغراض مفيدة. [ 2 ]
بالإضافة إلى ذلك، فهو فرع من فروع العلم يركز على إدخال قدرات جديدة للهندسة في الكائنات الحية الموجودة لإعادة تصميمها لأغراض مفيدة. [ 3 ]
لإنتاج أنظمة قابلة للتنبؤ وقوية ذات وظائف جديدة غير موجودة في الطبيعة، من الضروري أيضًا تطبيق نموذج هندسة تصميم الأنظمة على الأنظمة البيولوجية. ووفقًا للمفوضية الأوروبية ، قد يتضمن ذلك مُجمِّعًا جزيئيًا قائمًا على أنظمة جزيئية حيوية مثل الريبوسوم . [ 4 ]
تاريخ
1910: أول استخدام محدد لمصطلح البيولوجيا التركيبية في منشور ستيفان ليدوك Théorie physico-chimique de la vie et générations spontanées . [ 5 ] كما أشار أيضًا إلى هذا المصطلح في منشور آخر، La Biologie Synthétique في عام 1912. [ 6 ]
1944 : أثبت العالم الكندي الأمريكي أوزوالد أفيري أن الحمض النووي (DNA) هو المادة التي تتكون منها الجينات والكروموسومات . وأصبح هذا الاكتشاف حجر الأساس الذي بُنيت عليه جميع الأبحاث الجينية اللاحقة. [ 7 ]
1953 : نشر فرانسيس كريك وجيمس واتسون بنية الحمض النووي في مجلة Nature .
1961 : افترض جاكوب ومونود التنظيم الخلوي بواسطة الشبكات الجزيئية من خلال دراستهما لأوبيرون اللاكتوز في الإشريكية القولونية ، وتصورا القدرة على تجميع أنظمة جديدة من مكونات جزيئية. [ 8 ]
1973 : نُشرت أول عملية استنساخ جزيئي وتضخيم للحمض النووي في بلازميد في مجلة PNAS بواسطة كوهين وبوير وآخرون، مما شكل فجر البيولوجيا التركيبية. [ 9 ]
1978 : فاز كل من أربير وناثانز وسميث بجائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لاكتشافهم إنزيمات التقييد ، مما دفع شيبالسكي إلى تقديم تعليق افتتاحي في مجلة جين :
إن العمل على النيوكليازات المقيدة لا يسمح لنا فقط بسهولة بناء جزيئات الحمض النووي المؤتلف وتحليل الجينات الفردية، بل قادنا أيضًا إلى العصر الجديد من البيولوجيا التركيبية حيث لا يتم وصف الجينات الموجودة وتحليلها فحسب، بل يمكن أيضًا بناء وتقييم ترتيبات جينية جديدة. [ 10 ]
1988 : تم نشر أول تضخيم للحمض النووي بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) باستخدام بوليميراز الحمض النووي المقاوم للحرارة في مجلة Science بواسطة Mullis et al. [ 11 ] وقد أدى ذلك إلى الاستغناء عن إضافة بوليميراز الحمض النووي الجديد بعد كل دورة PCR، مما أدى إلى تبسيط عملية الطفرات والتجميع في الحمض النووي بشكل كبير.
2000 : نشرت مجلة Nature ورقتين بحثيتين تتناولان الدوائر البيولوجية التركيبية ، ومفتاح التبديل الجيني، والساعة البيولوجية، وذلك من خلال دمج الجينات داخل خلايا الإشريكية القولونية . [ 12 ] [ 13 ]
2003 : اخترع توم نايت أجزاء الحمض النووي المعيارية الأكثر استخدامًا، وهي بلازميدات BioBrick . [ 14 ] ستصبح هذه الأجزاء أساسية في مسابقة الآلات المعدلة وراثيًا الدولية (iGEM) التي تأسست في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في العام التالي.

2003 : قام الباحثون بهندسة مسار طليعة الأرتيميسينين في بكتيريا الإشريكية القولونية . [ 15 ]
2004 : عُقد المؤتمر الدولي الأول لعلم الأحياء التركيبي، علم الأحياء التركيبي 1.0 (SB1.0)، في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
2005 : قام باحثون بتطوير دارة استشعار ضوئي في بكتيريا الإشريكية القولونية . [ 16 ] وقام فريق آخر بتصميم دوائر قادرة على تكوين أنماط متعددة الخلايا. [ 17 ]
2006 : قام باحثون بتصميم دائرة اصطناعية تعزز غزو البكتيريا للخلايا السرطانية. [ 18 ]
2010 : نشر باحثون في مجلة ساينس أول جينوم بكتيري اصطناعي، يسمى M. mycoides JCVI-syn1.0. [ 19 ] [ 20 ] تم تصنيع الجينوم من الحمض النووي المصنّع كيميائياً باستخدام إعادة التركيب في الخميرة.
2011 : تم هندسة أذرع كروموسومية اصطناعية وظيفية في الخميرة. [ 21 ]
في عام 2012 ، نشر مختبرا شاربنتييه ودودنا في مجلة ساينس برمجة نظام المناعة البكتيرية CRISPR-Cas9 لاستهداف انقسام الحمض النووي. [ 22 ] وقد سهّلت هذه التقنية بشكل كبير عملية تحرير الجينات في حقيقيات النوى ووسّعتها.
2019 : أعلن علماء في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ عن إنشاء أول جينوم بكتيري ، أطلقوا عليه اسم Caulobacter ethensis-2.0 ، تم إنشاؤه بالكامل بواسطة الحاسوب، على الرغم من عدم وجود شكل حيوي ذي صلة من C. ethensis-2.0 حتى الآن. [ 23 ] [ 24 ]
2019 : أفاد باحثون بإنتاج شكل جديد اصطناعي (ربما اصطناعي ) من أشكال الحياة القابلة للحياة ، وهو نوع متحور من بكتيريا الإشريكية القولونية ، عن طريق تقليل العدد الطبيعي للكودونات في الجينوم البكتيري من 64 إلى 59 كودونًا بدلاً من ذلك، وذلك لترميز 20 حمضًا أمينيًا . [ 25 ] [ 26 ]
في عام 2020 ، ابتكر العلماء أول كائن حي اصطناعي قابل للبرمجة، مُشتق من خلايا الضفادع ومصمم بواسطة الذكاء الاصطناعي. [ 27 ] وقدّم ديميس هاسابيس وجون إم. جامبر نموذجًا للذكاء الاصطناعي يُسمى ألفا فولد 2. وبمساعدته، تمكّنا من التنبؤ ببنية جميع البروتينات التي حددها الباحثون تقريبًا، والبالغ عددها 200 مليون بروتين. ومنذ هذا الإنجاز، استُخدم ألفا فولد 2 من قِبل أكثر من مليوني شخص من 190 دولة. ومن بين تطبيقاته العلمية العديدة، أصبح بإمكان الباحثين الآن فهم مقاومة المضادات الحيوية بشكل أفضل، وإنشاء صور للإنزيمات القادرة على تحليل البلاستيك. [ 28 ] [ 29 ]
2021 : أفاد العلماء أن الروبوتات الفضائية قادرة على التكاثر الذاتي عن طريق جمع الخلايا المتناثرة في البيئة ثم تشكيل روبوتات فضائية جديدة. [ 30 ]
2023 : ساهمت التطورات في العلاجات القائمة على الحمض النووي الريبوزي (RNA)، بما في ذلك اللقاحات، ودوائر الحمض النووي الريبوزي، والتعديلات الجينية، في تحسين السلامة والفعالية في مجال البيولوجيا التركيبية. وتُعتبر العلاجات القائمة على الحمض النووي الريبوزي أكثر أمانًا من الأنظمة القائمة على الحمض النووي (DNA) لأنها لا تندمج في جينوم الكائن المضيف، مما يقلل من خطر حدوث تغييرات جينية غير مقصودة. إضافةً إلى ذلك، تعمل الأنظمة القائمة على الحمض النووي الريبوزي، والمُصممة من أجهزة ودوائر الحمض النووي الريبوزي، بشكل أسرع من نظيراتها القائمة على الحمض النووي لأنها لا تتطلب عملية النسخ. وقد وسّعت هذه التطورات نطاق التطبيقات المحتملة للحمض النووي الريبوزي في العلاج الجيني، والطب الشخصي، وتطوير اللقاحات. [ 31 ]
وجهات نظر
علم الأحياء التركيبي هو مجال يتسع نطاقه من حيث تكامل الأنظمة، والكائنات المعدلة وراثيًا، والنتائج العملية. [ 1 ]
ينظر المهندسون إلى علم الأحياء باعتباره تكنولوجيا (بمعنى آخر، يشمل أي نظام معين التكنولوجيا الحيوية أو هندستها البيولوجية ). [ 32 ] يشمل علم الأحياء التركيبي إعادة تعريف التكنولوجيا الحيوية وتوسيع نطاقها على نطاق واسع، بهدف نهائي يتمثل في القدرة على تصميم وبناء أنظمة بيولوجية حية مُهندسة تعالج المعلومات، وتتحكم في المواد الكيميائية، وتصنع المواد والهياكل، وتنتج الطاقة، وتوفر الغذاء، وتحافظ على صحة الإنسان وتعززها، فضلاً عن تطوير المعرفة الأساسية بالأنظمة البيولوجية وبيئتنا. [ 33 ]
يستغل الباحثون والشركات العاملة في مجال البيولوجيا التركيبية قوة الطبيعة لحل المشكلات في الزراعة والتصنيع والطب. [ 3 ]
بفضل القدرات المتطورة للهندسة الوراثية وانخفاض تكاليف تصنيع الحمض النووي وتسلسله ، يشهد مجال البيولوجيا التركيبية نموًا متسارعًا. في عام 2016، انخرطت أكثر من 350 شركة في 40 دولة في تطبيقات البيولوجيا التركيبية، وقُدّرت القيمة الصافية لهذه الشركات مجتمعةً بنحو 3.9 مليار دولار أمريكي في السوق العالمية. [ 34 ] ولا يوجد تعريف مُتفق عليه عالميًا للبيولوجيا التركيبية حتى الآن. فيما يلي بعض الأمثلة:
هو علم الهندسة الوراثية والفيزيائية الناشئة لإنتاج أشكال حياة جديدة (وبالتالي، اصطناعية). ولتطوير كائنات حية ذات خصائص جديدة أو محسّنة، يجمع هذا المجال الناشئ بين معارف وتقنيات علم الأحياء والهندسة والتخصصات ذات الصلة لتصميم الحمض النووي المُصنّع كيميائيًا. [ 35 ] [ 36 ]
تشمل الهندسة الجزيئية الحيوية مناهج تهدف إلى إنشاء مجموعة من الوحدات الوظيفية التي يمكن إدخالها لتقديم وظائف تكنولوجية جديدة في الخلايا الحية. وتشمل الهندسة الوراثية مناهج لبناء كروموسومات اصطناعية أو كائنات دقيقة مثل الميكوبلازما المختبرية .
يشير التصميم الجزيئي الحيوي إلى الفكرة العامة للتصميم من الصفر والدمج التجميعي للمكونات الجزيئية الحيوية. تشترك جميع هذه المناهج في مهمة مماثلة: تطوير كيان اصطناعي أكثر تعقيدًا من خلال التلاعب المبتكر بجزء أبسط في المستوى السابق. [ 37 ] [ 38 ] يتطلب تحسين هذه المسارات الخارجية في الأنظمة غير الطبيعية ضبطًا دقيقًا متكررًا للمكونات الجزيئية الحيوية الفردية لاختيار أعلى تركيزات للمنتج المطلوب. [ 39 ]
من جهة أخرى، يُعدّ "مُعيدو كتابة البرامج" علماء أحياء تركيبية مهتمين باختبار عدم قابلية الأنظمة البيولوجية للاختزال. ونظرًا لتعقيد الأنظمة البيولوجية الطبيعية، سيكون من الأسهل إعادة بناء الأنظمة الطبيعية محل الاهتمام من الصفر؛ لتوفير بدائل مُهندسة يسهل فهمها والتحكم بها والتلاعب بها. [ 40 ] يستلهم مُعيدو كتابة البرامج أفكارهم من إعادة هيكلة البرامج ، وهي عملية تُستخدم أحيانًا لتحسين برامج الحاسوب.
فئات
الهندسة الحيوية، وعلم الجينوم التركيبي، وعلم الأحياء التركيبي للخلايا الأولية، وعلم الأحياء الجزيئي غير التقليدي، وتقنيات المحاكاة الحاسوبية هي الفئات الخمس لعلم الأحياء التركيبي. [ 41 ]
من الضروري مراجعة الفروقات والتشابهات بين فئات البيولوجيا التركيبية لتقييمها الاجتماعي والأخلاقي، وذلك للتمييز بين القضايا التي تؤثر على المجال بأكمله وتلك الخاصة بمجال معين. [ 41 ]
الهندسة الحيوية
يركز فرع الهندسة الحيوية على ابتكار مسارات أيضية وتنظيمية جديدة، وهو الفرع الذي يحظى حاليًا باهتمام معظم الباحثين والتمويل. وينبع هذا الاهتمام بالدرجة الأولى من الرغبة في ترسيخ التكنولوجيا الحيوية كتخصص هندسي معترف به. عند الإشارة إلى هذا المجال من البيولوجيا التركيبية، يجب عدم الخلط بين مصطلح "الهندسة الحيوية" و"الهندسة الوراثية التقليدية"، التي تتضمن إدخال جين واحد إلى الكائن الحي المستهدف. وقد قام مهندسو الأحياء بتكييف البيولوجيا التركيبية لتوفير منظور أكثر تكاملاً حول كيفية تعديل الكائنات الحية أو الأنظمة الأيضية. [ 41 ]
من الأمثلة النموذجية على الهندسة الوراثية أحادية الجين إدخال جين الأنسولين البشري في البكتيريا لإنتاج بروتينات معدلة وراثيًا. أما إنشاء مسارات إشارات جديدة كليًا، تحتوي على العديد من الجينات والمكونات التنظيمية (مثل دائرة مذبذب لبدء الإنتاج الدوري للبروتين الفلوري الأخضر (GFP) في خلايا الثدييات)، فيُعرف بالهندسة الحيوية كجزء من البيولوجيا التركيبية. [ 41 ]
يهدف الهندسة الحيوية، من خلال استخدام وحدات أيضية وتنظيمية مبسطة ومجردة، بالإضافة إلى أجزاء قياسية أخرى يمكن دمجها بحرية لإنشاء مسارات أو كائنات جديدة، إلى ابتكار أنظمة بيولوجية جديدة. وإلى جانب توفير فرص لا حصر لها لتطبيقات جديدة، يُتوقع أن تجعل هذه الاستراتيجية الهندسة الحيوية أكثر قابلية للتنبؤ والتحكم من التكنولوجيا الحيوية التقليدية. [ 41 ]
علم الجينوم الاصطناعي
يُعدّ تكوين حيوانات ذات جينوم مُصنّع كيميائيًا (بشكلٍ مُصغّر) جانبًا آخر من جوانب البيولوجيا التركيبية التي يُسلّط عليها علم الجينوم التركيبي الضوء. وقد أصبح هذا المجال من البيولوجيا التركيبية ممكنًا بفضل التطورات المستمرة في تقنية تركيب الحمض النووي، والتي تُتيح الآن إنتاج جزيئات الحمض النووي التي تحتوي على آلاف الأزواج القاعدية بتكلفة معقولة. والهدف هو دمج هذه الجزيئات في جينومات كاملة وزرعها في خلايا حية، لاستبدال جينوم الخلية المضيفة وإعادة برمجة استقلابها لأداء وظائف مختلفة. [ 41 ]
سبق للعلماء أن أثبتوا إمكانات هذا النهج من خلال إنتاج فيروسات معدية عن طريق تركيب جينومات فيروسات متعددة. وقد أثارت هذه التطورات الهامة في العلوم والتكنولوجيا مخاوف عامة أولية بشأن المخاطر المرتبطة بهذه التقنية. [ 41 ]
قد يعمل الجينوم البسيط أيضًا كـ"جينوم هيكلي" يمكن توسيعه بسرعة بإضافة جينات مصممة لمهام محددة. ستكون هذه "الكائنات الهيكلية" أكثر ملاءمة لإدخال وظائف جديدة من الكائنات الحية البرية، نظرًا لامتلاكها مسارات بيولوجية أقل قد تتعارض مع الوظائف الجديدة، بالإضافة إلى امتلاكها مواقع إدخال محددة. يسعى علم الجينوم التركيبي إلى ابتكار كائنات ذات "بنى" جديدة، على غرار أسلوب الهندسة الحيوية. وهو يتبنى منظورًا تكامليًا أو شموليًا للكائن الحي. في هذه الحالة، يتمثل الهدف في إنشاء جينومات هيكلية بناءً على الجينات الضرورية وتسلسلات الحمض النووي الأخرى المطلوبة، بدلًا من تصميم مسارات أيضية أو تنظيمية بناءً على معايير مجردة. [ 41 ]
علم الأحياء التركيبي للخلايا الأولية
يُعدّ توليد الخلايا الاصطناعية في المختبر فرعًا من فروع البيولوجيا التركيبية يُعرف باسم "الخلايا الأولية". ويمكن استخدام الحويصلات الدهنية، التي تحتوي على جميع المكونات اللازمة للعمل كنظام متكامل، لإنشاء هذه الخلايا الاصطناعية. وفي نهاية المطاف، يجب أن تستوفي هذه الخلايا الاصطناعية متطلبات اعتبارها حية، وهي القدرة على التكاثر الذاتي، والصيانة الذاتية، والتطور. تهدف تقنية الخلايا الأولية إلى تحقيق هذا الهدف النهائي، إلا أن هناك خطوات وسيطة أخرى لا تفي بجميع معايير الخلية الحية. ولأداء وظيفة محددة، تحتوي هذه الحويصلات الدهنية على مستخلصات خلوية أو مجموعات أكثر تحديدًا من الجزيئات الحيوية الكبيرة والهياكل المعقدة، مثل الإنزيمات والأحماض النووية والريبوسومات. فعلى سبيل المثال، قد تُجري الليبوسومات تفاعلات بوليميراز متسلسلة معينة أو تُصنّع بروتينًا معينًا. [ 41 ] أدت الابتكارات في علم الأحياء التركيبي إلى تطوير هياكل شبيهة بالعضيات باستخدام مكثفات جزيئية حيوية مفصولة الطور لتقسيم العمليات الخلوية في بكتيريا الإشريكية القولونية، مثل هياكل TEARS القائمة على الحمض النووي الريبي. [ 42 ] يمكن هندسة هذه العضيات الخالية من الأغشية لدعم المسارات الأيضية، [ 43 ] أو تمكين تنقية البروتينات دون استخدام مواد كروماتوغرافية خارجية تقليدية من خلال سير عمل يُسمى PandaPure. [ 44 ]
تُقرّب تقنية الخلايا الأولية في علم الأحياء التركيبي الحياة الاصطناعية خطوةً نحو الواقع، إذ تُركّب في نهاية المطاف ليس فقط الجينوم، بل جميع مكونات الخلية في المختبر، على عكس نهج علم الجينوم التركيبي الذي يعتمد على إجبار خلية طبيعية على تنفيذ التعليمات المشفرة بواسطة الجينوم التركيبي المُدخل. ينظر علماء الأحياء التركيبية في هذا المجال إلى عملهم على أنه دراسة أساسية للظروف اللازمة لوجود الحياة وأصلها، أكثر من أي تقنية أخرى. مع ذلك، تُتيح تقنية الخلايا الأولية تطبيقاتٍ عديدة؛ فمثلها مثل منتجات علم الأحياء التركيبي الأخرى، يُمكن استخدام الخلايا الأولية في تصنيع البوليمرات الحيوية والأدوية. [ 41 ]
البيولوجيا الجزيئية غير التقليدية
يهدف نهج "البيولوجيا الجزيئية غير الطبيعية" إلى ابتكار أنواع جديدة من الحياة تعتمد على نوع مختلف من البيولوجيا الجزيئية، مثل أنواع جديدة من الأحماض النووية أو شفرة وراثية جديدة. ويمكن تحقيق ابتكار أنواع جديدة من النيوكليوتيدات التي يمكن دمجها في أحماض نووية فريدة من خلال تغيير بعض مكونات الحمض النووي (DNA) أو الحمض النووي الريبي (RNA)، مثل القواعد أو السكريات المكونة للهيكل الأساسي. [ 41 ]
يتم تعديل الشفرة الوراثية الطبيعية عن طريق إدخال كودونات رباعية أو تغيير بعض الكودونات لترميز أحماض أمينية جديدة، مما يسمح لاحقًا باستخدام أحماض أمينية غير طبيعية ذات خصائص فريدة في إنتاج البروتين. ويُعدّ تعديل الآلية الإنزيمية للخلية لكلا النهجين تحديًا علميًا وتقنيًا. [ 41 ]
سينشأ نمط حياة جديد من كائنات حية ذات جينوم مبني على أحماض نووية اصطناعية أو على نظام ترميز جديد كليًا للأحماض الأمينية الاصطناعية. سيحمل هذا النمط الجديد من الحياة بعض الفوائد، ولكنه سيحمل أيضًا بعض المخاطر الجديدة. عند إطلاقها في البيئة، لن يكون هناك انتقال أفقي للجينات أو تهجين مع الأنواع الطبيعية. علاوة على ذلك، قد تُصمم هذه الكائنات الاصطناعية بحيث تتطلب مواد غير طبيعية لتخليق البروتين أو الأحماض النووية، مما يجعلها غير قادرة على الازدهار في البرية إذا ما هربت عن طريق الخطأ. [ 41 ]
من ناحية أخرى، إذا تمكنت هذه الكائنات في نهاية المطاف من البقاء على قيد الحياة خارج البيئة الخاضعة للرقابة، فقد تتمتع بميزة خاصة على الكائنات الحية الطبيعية لأنها ستكون مقاومة للكائنات الحية المفترسة أو الفيروسات الطبيعية، مما قد يؤدي إلى انتشار غير مُدار للكائنات الاصطناعية. [ 41 ]
تقنية المحاكاة الحاسوبية
تتداخل استراتيجيات البيولوجيا التركيبية المختلفة، بما في ذلك المحاكاة الحاسوبية ، فيما بينها. ويُعدّ تطوير التصاميم المعقدة، سواءً أكانت مسارات أيضية، أو عمليات خلوية أساسية، أو جينومات هيكلية، من أبرز التحديات التي تواجه طرق البيولوجيا التركيبية الأربع المذكورة آنفًا. ولذلك، يمتلك علم الأحياء التركيبي فرعًا قويًا للمحاكاة الحاسوبية، على غرار بيولوجيا الأنظمة، يهدف إلى إنشاء نماذج حسابية لتصميم المكونات البيولوجية الشائعة أو الدوائر التركيبية، والتي تُعدّ في جوهرها محاكاة للكائنات الحية التركيبية. [ 41 ]
يُعدّ التطبيق العملي للمحاكاة والنماذج في الهندسة الحيوية أو غيرها من مجالات البيولوجيا التركيبية الهدفَ طويل الأمد للبيولوجيا التركيبية الحاسوبية. ولا تمتلك العديد من المحاكاة الحاسوبية للكائنات التركيبية حتى الآن أي تشابه مباشر يُذكر مع الكائنات الحية. لذا، تُعتبر البيولوجيا التركيبية الحاسوبية مجموعةً مستقلةً في هذه المقالة. [ 41 ]
من المنطقي دمج المجالات الخمسة التي تندرج تحت مظلة البيولوجيا التركيبية في مجال دراسة موحد. فعلى الرغم من تركيزها على جوانب مختلفة من الحياة، مثل تنظيم الأيض، والعناصر الأساسية، والتركيب الكيميائي الحيوي، إلا أن هذه الاستراتيجيات الخمس تعمل جميعها لتحقيق هدف واحد: ابتكار أنواع جديدة من الكائنات الحية. إضافةً إلى ذلك، تبدأ المنهجيات المتنوعة بالعديد من الأساليب المنهجية، مما يؤدي إلى تنوع مناهج البيولوجيا التركيبية. [ 41 ]
علم الأحياء التركيبي مجال متعدد التخصصات يستمد إلهامه من العديد من التخصصات العلمية المختلفة، وليس من مجال أو تقنية واحدة. يشترك جميع علماء الأحياء التركيبي في الهدف الأساسي نفسه المتمثل في تصميم وإنتاج أشكال جديدة من الحياة، على الرغم من اختلاف المنهجيات والتقنيات وأدوات البحث التي يستخدمونها. يجب أن يأخذ أي تقييم لعلم الأحياء التركيبي، سواء أكان يتناول الاعتبارات الأخلاقية أو القانونية أو المتعلقة بالسلامة، في الحسبان حقيقة أنه في حين أن بعض الأسئلة والمخاطر والقضايا تختص بكل تقنية على حدة، إلا أنه في ظروف أخرى، يجب النظر إلى علم الأحياء التركيبي ككل. [ 41 ]
أربعة مناهج هندسية
ينقسم علم الأحياء التركيبي تقليدياً إلى أربعة مناهج هندسية مختلفة: من الأعلى إلى الأسفل، والمتوازي، والمتعامد، ومن الأسفل إلى الأعلى. [ 45 ]
لمحاكاة السلوكيات الناشئة من علم الأحياء الطبيعي وبناء حياة اصطناعية، تُستخدم مواد كيميائية غير طبيعية. ويبحث الجانب الآخر عن مكونات قابلة للتبديل من الأنظمة البيولوجية لتركيبها وإنشاء أنظمة لا تعمل بشكل طبيعي. في كلتا الحالتين، يدفع الهدف التركيبي الباحثين إلى خوض غمار مجالات جديدة لمعالجة وحل المشكلات التي يصعب حلها بالتحليل. ونتيجة لذلك، تنشأ نماذج جديدة بطرق يصعب على التحليل القيام بها. فبالإضافة إلى الأجهزة التي تتذبذب وتزحف وتلعب لعبة إكس أو، أنتج علم الأحياء التركيبي أدوات تشخيصية تُحسّن علاج المرضى المصابين بأمراض معدية. [ 46 ]
نهج من أعلى إلى أسفل
يتضمن هذا الأسلوب استخدام تقنيات الهندسة الأيضية والوراثية لإضفاء وظائف جديدة على الخلايا الحية. [ 47 ] ومن خلال مقارنة الجينات العامة وحذف الجينات غير الأساسية لإنشاء جينوم أساسي، يسعى هذا الأسلوب إلى تقليل تعقيد الخلايا الموجودة. وتستند هذه المبادرات إلى فرضية نشأة واحدة للحياة الخلوية، ما يُعرف بالسلف المشترك العالمي الأخير ، والذي يدعم وجود جينوم أساسي عالمي نشأت منه جميع الكائنات الحية. ومع ذلك، تُشير دراسات حديثة إلى احتمال أن تكون الخلايا حقيقية النواة وبدائية النواة التي تُشكل شجرة الحياة قد تطورت من مجموعة من الخلايا البدائية بدلاً من خلية واحدة. ونتيجة لذلك، حتى مع تزايد صعوبة الوصول إلى "الجينوم الأساسي"، فإن حذف عدد من الوظائف غير الأساسية يُضعف قدرة الكائن الحي على البقاء ويؤدي إلى جينومات "هشة". [ 45 ]
نهج من القاعدة إلى القمة
يتضمن هذا النهج إنشاء أنظمة بيولوجية جديدة في المختبر عن طريق الجمع بين المكونات الجزيئية الحيوية "غير الحية"، [ 48 ] غالبًا بهدف بناء خلية اصطناعية .
التكاثر، والتضاعف، والتجميع هي ثلاثة مبادئ أساسية للتنظيم الذاتي تُؤخذ في الاعتبار لتحقيق ذلك. تُعتبر الخلايا، التي تتكون من وعاء وعملية أيض، "مكونات مادية" في تعريف التكاثر، بينما يحدث التضاعف عندما يُضاعف النظام نسخة طبق الأصل من نفسه، كما هو الحال في الحمض النووي (DNA)، الذي يُعتبر "برمجيات". عندما تتجمع الحويصلات أو الأوعية (مثل مُركّبات أوبارين الغروية) المُكوّنة من قطرات صغيرة من جزيئات عضوية مثل الدهون أو الليبوسومات، وهي تراكيب شبيهة بالغشاء تتكون من الفوسفوليبيدات، يحدث التجميع. [ 45 ]
تُعدّ دراسة الخلايا الأولية إحدى مبادرات البيولوجيا التركيبية المخبرية الأخرى التي تسعى إلى إنتاج خلايا مُصغّرة، أو مسارات أيضية، أو "بروتينات لم تُخلق من قبل"، فضلاً عن محاكاة الوظائف الفيزيولوجية، بما في ذلك انقسام الخلايا ونموها. ومؤخراً، تمّ هندسة نظام خالٍ من الخلايا قادر على الاكتفاء الذاتي باستخدام ثاني أكسيد الكربون، وذلك من خلال دمج عملية الأيض مع التعبير الجيني بطريقة تصاعدية. [ 49 ]
النهج المتوازي
تُعرف الهندسة المتوازية أيضًا بالهندسة الحيوية. تُشكل الشفرة الوراثية الأساسية حجر الزاوية لأبحاث الهندسة المتوازية، التي تستخدم جزيئات حيوية تقليدية مثل الأحماض النووية والأحماض الأمينية العشرين لبناء أنظمة بيولوجية. ولتطبيقات متنوعة في الحوسبة الحيوية، والطاقة الحيوية، والوقود الحيوي، والمعالجة الحيوية، وعلم البصريات الوراثية، والطب، تتضمن هذه الهندسة توحيد مكونات الحمض النووي، وهندسة المفاتيح، والمستشعرات الحيوية، والدوائر الجينية، والبوابات المنطقية، وعوامل تشغيل الاتصالات الخلوية. ولتوجيه التعبير عن جينين أو أكثر و/أو بروتينين، تعتمد معظم هذه التطبيقات غالبًا على استخدام ناقل واحد أو أكثر (أو بلازميدات). وحدات الحمض النووي الصغيرة، الدائرية، ثنائية السلسلة، والمعروفة بالبلازميدات، والتي توجد بشكل أساسي في الخلايا بدائية النواة، ولكن يمكن أيضًا اكتشافها أحيانًا في الخلايا حقيقية النواة، قد تتضاعف بشكل مستقل عن الحمض النووي الصبغي. [ 45 ]
النهج المتعامد
يُعرف هذا المجال أيضًا بالهندسة العمودية. وتسعى هذه الاستراتيجية، التي تُسمى أيضًا "علم الأحياء التركيبي الكيميائي"، بشكل أساسي إلى تعديل أو توسيع الشفرات الوراثية للأنظمة الحية باستخدام قواعد الحمض النووي الاصطناعية و/أو الأحماض الأمينية. ويرتبط هذا المجال الفرعي أيضًا بعلم الأحياء الغريبة ، وهو مجال حديث التطور يجمع بين كيمياء الأنظمة، وعلم الأحياء التركيبي، وعلم الأحياء الفلكي ، وأبحاث أصول الحياة. في العقود الأخيرة، ابتكر الباحثون مركبات مشابهة بنيويًا لقواعد الحمض النووي التقليدية لمعرفة ما إذا كان من الممكن استخدام جزيئات "الغريبة" أو الغريبة (XNA) كناقلات للمعلومات الوراثية. وبالمثل، حلت أجزاء غير تقليدية محل سكر الحمض النووي ( ديوكسي ريبوز ). [ 45 ] وللتعبير عن معلومات أخرى غير الأحماض الأمينية العشرين التقليدية للبروتينات، يمكن تعديل الشفرة الوراثية أو توسيعها. تتضمن إحدى الطرق دمج حمض أميني غير طبيعي أو غير نمطي أو غريب (XAA) محدد في بروتين واحد أو أكثر في موضع واحد أو أكثر بدقة، باستخدام إنزيمات متعامدة ومحول RNA ناقل من كائن حي آخر. وباستخدام "التطور الموجه"، الذي ينطوي على دورات متكررة من الطفرات الجينية (إنتاج التنوع الجيني)، والفحص أو الانتقاء (لصفة ظاهرية محددة)، وتضخيم متغير أفضل للجولة التكرارية التالية، يتم إنتاج إنزيمات متعامدة. وقد تم دمج العديد من الأحماض الأمينية الغريبة (XAAs) بنجاح في بروتينات في كائنات أكثر تعقيدًا مثل الديدان والذباب، وكذلك في البكتيريا والخميرة وخطوط الخلايا البشرية. ونتيجة لتغيرات تسلسل الحمض النووي النمطي، يُمكّن التطور الموجه أيضًا من تطوير ريبوسومات متعامدة، مما يُسهّل دمج الأحماض الأمينية الغريبة (XAAs) في البروتينات أو إنشاء "حياة معكوسة"، أو أنظمة بيولوجية تحتوي على جزيئات حيوية مكونة من متماثلات ضوئية ذات توجهات كيرالية مختلفة. [ 45 ]
التقنيات المُمكّنة
كانت العديد من التقنيات التمكينية الحديثة حاسمة لنجاح البيولوجيا التركيبية. تشمل هذه التقنيات توحيد الأجزاء البيولوجية والتجريد الهرمي للسماح باستخدام هذه الأجزاء في الأنظمة التركيبية. [ 50 ] يعمل الحمض النووي (DNA) كدليل لكيفية عمل العمليات البيولوجية، تمامًا مثل النوتة الموسيقية لسيمفونية الحياة المعقدة. لقد شهدت قدرتنا على فهم وتصميم الأنظمة البيولوجية تعديلات كبيرة نتيجة للتطورات التي حدثت في العقود القليلة الماضية في كل من قراءة (تسلسل) وكتابة (تركيب) تسلسلات الحمض النووي. وقد أدت هذه التطورات إلى ظهور تقنيات رائدة لتصميم وتجميع وتعديل الجينات والمواد والدوائر والمسارات الأيضية المشفرة في الحمض النووي، مما يتيح قدرًا متزايدًا من التحكم في الأنظمة البيولوجية، بل وحتى الكائنات الحية بأكملها. [ 51 ]
تشمل التقنيات الأساسية قراءة وكتابة الحمض النووي (التسلسل والتصنيع). وتُعد القياسات في ظل ظروف متعددة ضرورية للنمذجة الدقيقة والتصميم بمساعدة الحاسوب (CAD).
تخليق الحمض النووي والجينات
بفضل الانخفاض الكبير في تكاليف تصنيع الأوليغونوكليوتيدات ("الأوليغوز") وظهور تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، ازداد حجم تركيبات الحمض النووي من الأوليغوز إلى المستوى الجينومي. [ 52 ] في عام 2000، أفاد باحثون بتخليق جينوم فيروس التهاب الكبد الوبائي سي (9.6 كيلو قاعدة) من أوليغونوكليوتيدات مُصنّعة كيميائيًا يتراوح طولها بين 60 و80 نيوكليوتيدًا. [ 53 ] في عام 2002، نجح باحثون في جامعة ستوني بروك في تخليق جينوم فيروس شلل الأطفال (7741 قاعدة) من تسلسله المنشور، مُنتجين بذلك ثاني جينوم اصطناعي، على مدى عامين. [ 54 ] في عام 2003، تم تجميع جينوم العاثية البكتيرية Phi X 174 (5386 قاعدة) في غضون أسبوعين تقريبًا. [ 55 ] في عام 2006، قام الفريق نفسه، في معهد جيه كريج فينتر ، بتصميم وتسجيل براءة اختراع لجينوم اصطناعي لبكتيريا صغيرة جديدة، وهي الميكوبلازما لابوراتوريوم، وكانوا يعملون على جعلها تعمل داخل خلية حية. [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]
في عام ٢٠٠٧، أفادت التقارير أن العديد من الشركات كانت تقدم خدمات تركيب تسلسلات جينية يصل طولها إلى ٢٠٠٠ زوج قاعدي، بسعر دولار واحد تقريبًا لكل زوج قاعدي، وفترة إنجاز لا تتجاوز أسبوعين. [ ٥٩ ] تتيح النيوكليوتيدات قليلة العدد، المُستخلصة من شريحة الحمض النووي المصنعة بتقنية الطباعة الضوئية أو الطباعة النفاثة للحبر، بالإضافة إلى تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وتصحيح أخطاء عدم تطابق الحمض النووي، إجراء تغييرات واسعة النطاق وغير مكلفة على الكودونات في الأنظمة الجينية لتحسين التعبير الجيني أو إدخال أحماض أمينية جديدة (انظر مشاريع الخلايا الاصطناعية لجورج إم. تشيرش وأنتوني فورستر. [ ٦٠ ] [ ٦١ ] ) . وهذا يُشجع على اتباع نهج التركيب من الصفر.
بالإضافة إلى ذلك، برز نظام CRISPR/Cas كتقنية واعدة لتعديل الجينات، ووُصف بأنه "أهم ابتكار في مجال البيولوجيا التركيبية منذ ما يقرب من 30 عامًا". [ 62 ] فبينما تستغرق الطرق الأخرى شهورًا أو سنوات لتعديل تسلسل الجينات، يُسرّع CRISPR هذه العملية إلى أسابيع. [ 62 ] ومع ذلك، ونظرًا لسهولة استخدامه وتوافره، فقد أثار مخاوف أخلاقية، لا سيما فيما يتعلق باستخدامه في القرصنة البيولوجية . [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]
التسلسل
يُحدد تسلسل الحمض النووي ترتيب قواعد النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي. ويستخدم علماء الأحياء التركيبية تسلسل الحمض النووي في عملهم بعدة طرق. أولًا، تُواصل جهود تسلسل الجينوم واسعة النطاق توفير معلومات عن الكائنات الحية الموجودة في الطبيعة. تُوفر هذه المعلومات أساسًا غنيًا يُمكن لعلماء الأحياء التركيبية من خلاله بناء أجزاء وأجهزة. ثانيًا، يُمكن للتسلسل التحقق من أن النظام المُصنّع يعمل كما هو مُخطط له. ثالثًا، يُمكن للتسلسل السريع والرخيص والموثوق أن يُسهّل الكشف السريع عن الأنظمة والكائنات الحية التركيبية وتحديدها. [ 66 ]
نمطية
هذه هي قدرة النظام أو المكون على العمل دون الرجوع إلى سياقه. [ 67 ]
أكثر أجزاء الحمض النووي المعيارية استخدامًا [ 68 ] : 22-23 هي بلازميدات BioBrick ، التي ابتكرها توم نايت عام 2003. [ 14 ] تُحفظ بلازميدات BioBrick في سجل الأجزاء البيولوجية القياسية في كامبريدج، ماساتشوستس. وقد استخدم معيار BioBrick عشرات الآلاف من الطلاب حول العالم في مسابقة الآلات المعدلة وراثيًا الدولية (iGEM). يعزز معيار تجميع BioBrick 10 نمطية التركيب من خلال السماح بفصل تسلسلات ترميز BioBrick واستبدالها باستخدام إنزيمات التقييد EcoRI أو XbaI (بادئة BioBrick) وSpeI وPstI (لاحقة BioBrick). [ 68 ] : 22-23
يُمكن أن يُعيق تداخل التسلسل بين عنصرين وراثيين ( جينات أو تسلسلات ترميزية )، والذي يُسمى الجينات المتداخلة ، التلاعب بكل منهما على حدة. [ 69 ] ولزيادة نمطية الجينوم، تم اعتماد ممارسة إعادة هيكلة الجينوم، أو تحسين "البنية الداخلية لنظام قائم لاستخدامه مستقبلاً، مع الحفاظ في الوقت نفسه على وظيفة النظام الخارجية" [ 70 ] ، في مختلف تخصصات البيولوجيا التركيبية. [ 69 ] ومن الأمثلة البارزة على إعادة الهيكلة: مجموعة جينات تثبيت النيتروجين [ 71 ] ونظام الإفراز من النوع الثالث [ 72 ] ، بالإضافة إلى العاثيات T7 [ 70 ] وΦX174. [ 73 ]
على الرغم من أن الحمض النووي (DNA) هو الأهم لتخزين المعلومات، إلا أن جزءًا كبيرًا من أنشطة الخلية تُنفذ بواسطة البروتينات. يمكن للأدوات إرسال البروتينات إلى مناطق محددة من الخلية وربط بروتينات مختلفة معًا. ينبغي أن تكون قوة التفاعل بين البروتينات قابلة للتعديل، بدءًا من عمر قصير جدًا (مطلوب لأحداث الإشارات الديناميكية) وصولًا إلى تفاعل غير قابل للانعكاس (مطلوب لاستقرار الجهاز أو مقاومته للظروف القاسية). توفر تفاعلات مثل اللفائف الحلزونية [ 74 ] ، وربط نطاق SH3 بالببتيد [ 75 ]، أو SpyTag/SpyCatcher [ 76 ] هذا التحكم. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري تنظيم تفاعلات البروتين-بروتين في الخلايا، كما هو الحال مع الضوء (باستخدام نطاقات استشعار الضوء والأكسجين والجهد ) أو الجزيئات الصغيرة القابلة للنفاذ الخلوي عن طريق التضاعف المحفز كيميائيًا [ 77 ] .
في الخلية الحية، تندمج الأنماط الجزيئية ضمن شبكة أكبر ذات مكونات علوية وسفلية. قد تُغير هذه المكونات قدرة الإشارة للوحدة النموذجية. في حالة الوحدات فائقة الحساسية، قد تختلف مساهمة حساسية الوحدة عن حساسيتها عند عزلها. [ 78 ] [ 79 ]
النمذجة
تُسهم النماذج في تصميم الأنظمة البيولوجية المُهندسة من خلال تحسين التنبؤ بسلوك النظام قبل تصنيعه. ويستفيد علم الأحياء التركيبي من نماذج مُحسّنة لكيفية ارتباط الجزيئات البيولوجية بالركائز وتحفيز التفاعلات، وكيفية ترميز الحمض النووي للمعلومات اللازمة لتحديد الخلية، وكيفية عمل الأنظمة المتكاملة متعددة المكونات. وتركز النماذج متعددة المقاييس لشبكات تنظيم الجينات على تطبيقات علم الأحياء التركيبي. ويمكن للمحاكاة نمذجة جميع التفاعلات الجزيئية الحيوية في نسخ وترجمة وتنظيم وتحفيز شبكات تنظيم الجينات. [ 80 ] [ 81 ]
لا يمكن استكشاف التعبير الجيني الديناميكي بشكل مناسب للبحث والتصميم إلا من خلال النمذجة الشاملة، وذلك نظرًا لكثرة الأنواع المعنية وتعقيد علاقاتها. تُمكّن المحاكاة الديناميكية للترابط الجزيئي الحيوي الكامل، المُشارك في التنظيم والنقل والنسخ والتحفيز والترجمة، من تفصيل التصاميم على المستوى الجزيئي. ويُقارن هذا الأسلوب بنمذجة الشبكات الاصطناعية لاحقًا. [ 81 ]
الموائع الدقيقة
تُعدّ تقنية الموائع الدقيقة ، ولا سيما تقنية الموائع الدقيقة للقطرات، أداةً ناشئةً تُستخدم في بناء مكونات جديدة، وتحليلها وتوصيفها. [ 82 ] [ 83 ] وهي تُستخدم على نطاق واسع في فحوصات الفرز. [ 84 ]
عوامل النسخ الاصطناعية
تناولت الدراسات مكونات آلية نسخ الحمض النووي . يتمثل أحد أهداف العلماء الذين يصممون الدوائر البيولوجية الاصطناعية في القدرة على التحكم في نسخ الحمض النووي الاصطناعي في الكائنات وحيدة الخلية ( بدائيات النوى ) وفي الكائنات متعددة الخلايا ( حقيقيات النوى ). اختبرت إحدى الدراسات قابلية تعديل عوامل النسخ الاصطناعية (sTFs) في مجالات ناتج النسخ والقدرة التعاونية بين مركبات عوامل النسخ المتعددة. [ 85 ] تمكن الباحثون من تحوير مناطق وظيفية تُسمى أصابع الزنك ، وهي المكون الخاص بالحمض النووي لعوامل النسخ الاصطناعية، لتقليل انجذابها لمواقع تسلسل الحمض النووي المُشغِّلة، وبالتالي تقليل النشاط الخاص بالموقع المرتبط بعامل النسخ الاصطناعي (عادةً تنظيم النسخ). كما استخدموا أصابع الزنك كمكونات لعوامل النسخ الاصطناعية المُكوِّنة للمركبات، وهي آليات الترجمة في حقيقيات النوى . [ 85 ]
التطبيقات
تهدف مبادرات البيولوجيا التركيبية في كثير من الأحيان إلى إعادة تصميم الكائنات الحية بحيث تتمكن من إنتاج مادة ما، مثل دواء أو وقود، أو اكتساب وظيفة جديدة، مثل القدرة على استشعار شيء ما في البيئة. ومن أمثلة ما يبتكره الباحثون باستخدام البيولوجيا التركيبية ما يلي:
- استخدام الكائنات الدقيقة في المعالجة البيولوجية لإزالة الملوثات من مياهنا وتربتنا وهوائنا.
- إنتاج المنتجات الطبيعية المعقدة التي عادة ما يتم استخلاصها من النباتات ولكن لا يمكن الحصول عليها بكميات كافية، على سبيل المثال الأدوية ذات الأصل الطبيعي، مثل الأرتيميسينين والباكليتاكسيل .
- يُنتج الأرز المُعدّل وراثيًا مادة البيتا كاروتين، وهي مادة ترتبط عادةً بالجزر وتمنع نقص فيتامين أ. يفقد ما بين 250,000 و500,000 طفل بصرهم سنويًا بسبب نقص فيتامين أ، مما يزيد بشكل كبير من خطر وفاتهم نتيجة العدوى.
- كبديل مستدام وصديق للبيئة للورود الطازجة التي يستخدمها صانعو العطور لابتكار روائح باهظة الثمن، تم ابتكار الخميرة لإنتاج زيت الورد. [ 3 ]
أجهزة الاستشعار البيولوجية
يشير المستشعر الحيوي إلى كائن حي مُهندس، عادةً ما يكون بكتيريا، قادر على رصد بعض الظواهر البيئية، مثل وجود المعادن الثقيلة أو السموم. أحد هذه الأنظمة هو أوبيرون Lux في بكتيريا Aliivibrio fischeri ، [ 86 ] الذي يُشفّر الإنزيم المسؤول عن التلألؤ الحيوي البكتيري ، ويمكن وضعه بعد مُحفّز مُستجيب للتعبير عن جينات التلألؤ استجابةً لمُحفّز بيئي مُحدد. [ 87 ] أحد هذه المستشعرات المُبتكرة يتكون من طبقة بكتيرية مُضيئة حيويًا على شريحة حاسوب حساسة للضوء للكشف عن بعض مُلوّثات البترول . عندما تستشعر البكتيريا المُلوّث، فإنها تُضيء. [ 88 ] مثال آخر على آلية مُشابهة هو الكشف عن الألغام الأرضية بواسطة سلالة مُهندسة من بكتيريا E. coli قادرة على الكشف عن مادة TNT ومُنتج تحللها الرئيسي DNT ، وبالتالي إنتاج بروتين فلوري أخضر ( GFP ). [ 89 ]
تستطيع الكائنات المعدلة استشعار الإشارات البيئية وإرسال إشارات يمكن رصدها واستخدامها لأغراض التشخيص. وقد تم استخدام مجموعات من الميكروبات. [ 90 ]
يمكن أيضاً استخدام أجهزة الاستشعار الحيوية للكشف عن المؤشرات المرضية - مثل تلك الخاصة بفيروس SARS-CoV-2 - ويمكن أن تكون قابلة للارتداء . [ 91 ] [ 92 ]
لغرض رصد العوامل البيئية المختلفة والمؤقتة والاستجابة لها، طورت الخلايا نطاقًا واسعًا من الدوائر التنظيمية، بدءًا من مستوى النسخ الجيني وصولًا إلى مستوى ما بعد الترجمة. تتكون هذه الدوائر من وحدات تحويل تعمل على ترشيح الإشارات وتفعيل الاستجابة البيولوجية، بالإضافة إلى أقسام حساسة مصممة بعناية لربط المواد المراد تحليلها وتنظيم عتبات الكشف عن الإشارة. تتم برمجة نمطية وانتقائية دوائر المستشعرات الحيوية على مستويات النسخ الجيني والترجمة وما بعد الترجمة، لتحقيق التوازن الدقيق بين وحدتي الاستشعار الأساسيتين. [ 67 ]
المأكولات والمشروبات
الزراعة الخلوية هي إنتاج المنتجات الزراعية من مزارع الخلايا، باستخدام مزيج من التقنيات الحيوية ، وهندسة الأنسجة ، والبيولوجيا الجزيئية ، والبيولوجيا التركيبية، لابتكار وتصميم أساليب جديدة لإنتاج البروتينات والدهون والأنسجة التي تُستخلص عادةً من الزراعة التقليدية. [ 93 ] يركز هذا القطاع بشكل أساسي على إنتاج المنتجات الحيوانية، بما في ذلك اللحوم والحليب، [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] والعسل، [ 97 ] والبيض، والتي تُستخلص من خلال زراعة الخلايا. ويُقترح هذا القطاع كبديل مستدام لتربية الماشية وذبحها، [ 98 ] وهي ممارسات تُشكل تحديات عالمية كبيرة من حيث الأثر البيئي (مثل إنتاج اللحوم )، ورفاهية الحيوان ، والأمن الغذائي ، وصحة الإنسان . [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ] [ 102 ]

مع ذلك، لا تُعدّ جميع منتجات التغذية الاصطناعية منتجات غذائية حيوانية؛ فعلى سبيل المثال، اعتبارًا من عام 2021، توجد أيضًا منتجات قهوة اصطناعية يُقال إنها قريبة من التسويق التجاري. [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] ومن المجالات البحثية والإنتاجية المشابهة القائمة على البيولوجيا التركيبية والتي يمكن استخدامها في إنتاج الأغذية والمشروبات ما يلي:
مواد
استُخدمت الخلايا الميكروبية الضوئية كخطوة في الإنتاج الاصطناعي لخيوط العنكبوت . [ 112 ] [ 113 ]
الحواسيب البيولوجية
يشير مصطلح " الحاسوب البيولوجي" إلى نظام بيولوجي مُهندس قادر على أداء عمليات شبيهة بعمليات الحاسوب، وهو نموذج سائد في علم الأحياء التركيبي. قام الباحثون ببناء وتوصيف مجموعة متنوعة من البوابات المنطقية في عدد من الكائنات الحية، [ 114 ] وأثبتوا إمكانية إجراء عمليات حسابية تناظرية ورقمية في الخلايا الحية. كما أثبتوا إمكانية هندسة البكتيريا لأداء عمليات حسابية تناظرية و/أو رقمية. [ 115 ] [ 116 ] وفي عام 2007، أظهرت الأبحاث في الخلايا البشرية وجود مُقيِّم منطقي شامل يعمل في خلايا الثدييات. [ 117 ] لاحقًا، استخدم الباحثون هذا النموذج لإثبات جدوى علاج يستخدم الحوسبة الرقمية البيولوجية للكشف عن خلايا السرطان البشري وقتلها في عام 2011. [ 118 ] وفي عام 2016، أثبت فريق آخر من الباحثين إمكانية استخدام مبادئ هندسة الحاسوب لأتمتة تصميم الدوائر الرقمية في الخلايا البكتيرية. [ 119 ] في عام 2017، أثبت الباحثون نظام "المنطق البولياني والحساب من خلال استئصال الحمض النووي" (BLADE) لهندسة الحوسبة الرقمية في الخلايا البشرية. [ 120 ] في عام 2019، طبّق الباحثون نموذجًا للبيرسيبترون في الأنظمة البيولوجية، مما فتح المجال أمام التعلّم الآلي في هذه الأنظمة. [ 121 ]
تحول الخلايا
تستخدم الخلايا جينات وبروتينات متفاعلة، تُعرف باسم الدوائر الجينية، لتنفيذ وظائف متنوعة، مثل الاستجابة للإشارات البيئية، واتخاذ القرارات، والتواصل. وتتضمن هذه الدوائر ثلاثة مكونات رئيسية: الحمض النووي (DNA)، والحمض النووي الريبوزي (RNA)، والدوائر الجينية المصممة من قبل علماء الأحياء التركيبية، والتي يمكنها التحكم في التعبير الجيني من مستويات متعددة، بما في ذلك مستويات النسخ، وما بعد النسخ، والترجمة.
لقد تعززت الهندسة الأيضية التقليدية بإدخال توليفات من الجينات الخارجية والتحسين عن طريق التطور الموجه. ويشمل ذلك هندسة بكتيريا الإشريكية القولونية والخميرة للإنتاج التجاري لمادة أولية لدواء الأرتيميسينين المضاد للملاريا . [ 122 ]
لم يتم بعدُ خلق كائنات حية كاملة من الصفر، على الرغم من إمكانية تحويل الخلايا الحية باستخدام حمض نووي جديد. تسمح عدة طرق ببناء مكونات الحمض النووي الاصطناعي، بل وحتى جينومات اصطناعية كاملة ، ولكن بمجرد الحصول على الشفرة الوراثية المطلوبة، يتم دمجها في خلية حية يُتوقع أن تُظهر القدرات أو الأنماط الظاهرية الجديدة المرغوبة أثناء نموها وازدهارها. [ 123 ] يُستخدم تحويل الخلايا لإنشاء دوائر بيولوجية ، يمكن التلاعب بها للحصول على مخرجات مرغوبة. [ 12 ] [ 13 ]
من خلال دمج البيولوجيا التركيبية مع علم المواد ، يُمكن استخدام الخلايا كمصانع جزيئية مجهرية لإنتاج مواد ذات خصائص مُشفرة وراثيًا. وقد أدى إعادة الهندسة الوراثية إلى إنتاج ألياف كورلي، وهي المكون النشواني للمادة خارج الخلوية للأغشية الحيوية ، كمنصة للمواد النانوية القابلة للبرمجة . صُممت هذه الألياف النانوية وراثيًا لأداء وظائف محددة، بما في ذلك الالتصاق بالركائز، وتشكيل الجسيمات النانوية، وتثبيت البروتينات. [ 124 ]
بروتينات مصممة

يمكن هندسة البروتينات الطبيعية، على سبيل المثال، من خلال التطور الموجه ، حيث يمكن إنتاج هياكل بروتينية جديدة تضاهي أو تفوق وظائف البروتينات الموجودة. وقد طورت إحدى المجموعات حزمة حلزونية قادرة على الارتباط بالأكسجين بخصائص مشابهة للهيموجلوبين ، ولكنها لا ترتبط بأول أكسيد الكربون . [ 126 ] كما تم تطوير بنية بروتينية مماثلة لدعم مجموعة متنوعة من أنشطة الأكسدة والاختزال. [ 127 ] في حين طورت مجموعة أخرى إنزيم ATPase جديدًا من حيث البنية والتسلسل . [ 128 ] وطورت مجموعة أخرى عائلة من مستقبلات البروتين G المقترنة التي يمكن تنشيطها بواسطة جزيء كلوزابين N-أوكسيد الصغير الخامل ، ولكنها غير حساسة للرابط الطبيعي ، أستيل كولين ؛ وتُعرف هذه المستقبلات باسم DREADDs . [ 129 ] ويمكن أيضًا هندسة وظائف جديدة أو خصوصية بروتينية باستخدام مناهج حسابية. استخدمت إحدى الدراسات طريقتين حسابيتين مختلفتين: طريقة المعلوماتية الحيوية والنمذجة الجزيئية لاستخراج البيانات من قواعد بيانات التسلسل، وطريقة تصميم الإنزيمات الحاسوبية لإعادة برمجة خصوصية الإنزيم. وقد أسفرت كلتا الطريقتين عن تصميم إنزيمات ذات خصوصية تزيد عن 100 ضعف لإنتاج الكحولات ذات السلاسل الطويلة من السكر. [ 130 ]
من بين الأبحاث الشائعة الأخرى توسيع المجموعة الطبيعية المكونة من 20 حمضًا أمينيًا . وباستثناء كودونات التوقف ، تم تحديد 61 كودونًا ، ولكن 20 حمضًا أمينيًا فقط هي التي تُشفّر بشكل عام في جميع الكائنات الحية. تُهندس بعض الكودونات لترميز أحماض أمينية بديلة، بما في ذلك: أحماض أمينية غير قياسية مثل O-ميثيل تيروسين ؛ أو أحماض أمينية خارجية مثل 4-فلوروفينيل ألانين. عادةً ما تستخدم هذه المشاريع أزواجًا مُعاد ترميزها من الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) الكابت للطفرات غير المنطقية - إنزيمات أمينو أسيل tRNA سينثيتاز من كائنات حية أخرى، على الرغم من أن معظم الحالات تتطلب هندسة جينية كبيرة. [ 131 ]
قام باحثون آخرون بدراسة بنية البروتين ووظيفته عن طريق تقليص المجموعة الطبيعية المكونة من 20 حمضًا أمينيًا. تُصنع مكتبات تسلسل البروتين المحدودة عن طريق توليد بروتينات يمكن فيها استبدال مجموعات من الأحماض الأمينية بحمض أميني واحد. [ 132 ] على سبيل المثال، يمكن استبدال العديد من الأحماض الأمينية غير القطبية داخل البروتين بحمض أميني واحد غير قطبي. [ 133 ] أظهر أحد المشاريع أن نسخة مُهندسة من إنزيم كورزمات ميوتيز احتفظت بنشاطها التحفيزي عند استخدام تسعة أحماض أمينية فقط. [ 134 ]
يستخدم الباحثون والشركات علم الأحياء التركيبي لتصنيع إنزيمات صناعية ذات نشاط عالٍ، وإنتاجية مثلى، وفعالية فائقة. تهدف هذه الإنزيمات المصنعة إلى تحسين منتجات مثل المنظفات ومنتجات الألبان الخالية من اللاكتوز، بالإضافة إلى جعلها أكثر فعالية من حيث التكلفة. [ 135 ] يُعدّ تحسين الهندسة الأيضية بواسطة علم الأحياء التركيبي مثالًا على تقنية التكنولوجيا الحيوية المستخدمة في الصناعة لاكتشاف المستحضرات الصيدلانية والمواد الكيميائية المُخمرة. قد يُسهم علم الأحياء التركيبي في دراسة أنظمة المسارات المعيارية في الإنتاج الكيميائي الحيوي وزيادة إنتاجية الإنتاج الأيضي. قد يُسهم النشاط الإنزيمي الاصطناعي وما يتبعه من تأثيرات على معدلات التفاعلات الأيضية وإنتاجيتها في تطوير "استراتيجيات جديدة فعالة لتحسين الخصائص الخلوية... من أجل الإنتاج الكيميائي الحيوي ذي الأهمية الصناعية". [ 136 ]
أنظمة الأحماض النووية المصممة
يستطيع العلماء ترميز المعلومات الرقمية على شريط واحد من الحمض النووي الاصطناعي . في عام ٢٠١٢، قام جورج إم. تشيرش بترميز أحد كتبه عن البيولوجيا التركيبية في الحمض النووي. وقد بلغ حجم البيانات ٥.٣ ميجابايت ، أي أكثر من ألف ضعف أكبر كمية معلومات تم تخزينها سابقًا في الحمض النووي الاصطناعي. [ ١٣٧ ] وفي مشروع مماثل، تم ترميز جميع سوناتات ويليام شكسبير في الحمض النووي. [ ١٣٨ ] وبشكل عام، تُمكّن خوارزميات مثل NUPACK، [ ١٣٩ ] وViennaRNA، [ ١٤٠ ] وRibosome Binding Site Calculator، [ ١٤١ ] و Cello، [ ١١٩ ] وNon-Repetitive Parts Calculator [ ١٤٢ ] من تصميم أنظمة جينية جديدة.
طُوِّرت العديد من التقنيات لإدخال النيوكليوتيدات والأحماض الأمينية غير الطبيعية في الأحماض النووية والبروتينات، سواء في المختبر أو في الكائنات الحية. على سبيل المثال، في مايو 2014، أعلن باحثون عن نجاحهم في إدخال نيوكليوتيدين اصطناعيين جديدين في الحمض النووي البكتيري. وبإضافة كل نيوكليوتيد اصطناعي على حدة إلى وسط الاستنبات، تمكنوا من تبديل البكتيريا 24 مرة؛ ولم ينتج عن ذلك أي حمض نووي ريبوزي رسول (mRNA) أو بروتينات قادرة على استخدام النيوكليوتيدات الاصطناعية. [ 143 ] [ 144 ] [ 145 ]
استكشاف الفضاء
أثار علم الأحياء التركيبي اهتمام وكالة ناسا ، إذ يُمكن أن يُسهم في إنتاج موارد لرواد الفضاء من مجموعة محدودة من المركبات المُرسلة من الأرض. [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ] وعلى وجه الخصوص، يُمكن أن يُفضي علم الأحياء التركيبي إلى عمليات إنتاج تعتمد على الموارد المحلية، مما يجعله أداة فعّالة في تطوير قواعد استيطانية مأهولة ذات اعتماد أقل على الأرض. [ 146 ] وقد بُذلت جهود لتطوير سلالات نباتية قادرة على التكيف مع بيئة المريخ القاسية، باستخدام تقنيات مماثلة لتلك المُستخدمة لزيادة مقاومة المحاصيل الزراعية لبعض العوامل البيئية. [ 149 ]
الحياة الاصطناعية

يُعدّ مفهوم الحياة الاصطناعية أحد المواضيع المهمة في علم الأحياء التركيبي ، وهو يُعنى بالكائنات الحية الافتراضية المُستحدثة في المختبر من جزيئات حيوية و/أو نظائرها الكيميائية . وتسعى تجارب الحياة الاصطناعية إما إلى استكشاف أصول الحياة ، أو دراسة بعض خصائصها، أو، على نحوٍ أكثر طموحًا، إلى إعادة خلق الحياة من مكونات غير حية ( غير حيوية ). ويهدف علم الأحياء التركيبي إلى ابتكار كائنات حية قادرة على أداء وظائف حيوية، بدءًا من تصنيع الأدوية وصولًا إلى إزالة السموم من الأراضي والمياه الملوثة. [ 151 ] وفي مجال الطب، يُتيح هذا المفهوم إمكانية استخدام أجزاء بيولوجية مُصممة كنقطة انطلاق لفئات جديدة من العلاجات وأدوات التشخيص. [ 151 ]
عُرّفت الخلية الاصطناعية الحية بأنها خلية اصطناعية بالكامل قادرة على امتصاص الطاقة ، والحفاظ على تدرجات الأيونات ، واحتواء الجزيئات الكبيرة ، بالإضافة إلى تخزين المعلومات والقدرة على التحوّر . [ 152 ] وقد زُعم أن هذا الأمر سيكون صعبًا، [ 152 ] على الرغم من أن الباحثين قد ابتكروا نماذج واعدة لهذه الخلايا الاصطناعية. [ 153 ]
في عام 2010، أنتج كريغ فينتر كروموسومًا بكتيريًا اصطناعيًا بالكامل ، وقام فريقه بإدخاله إلى خلايا بكتيرية مضيفة مُفرغة من جينومها. [ 19 ] تمكنت الخلايا المضيفة من النمو والتكاثر. [ 154 ] [ 155 ] يُعدّ الميكوبلازما المختبري الكائن الحي الوحيد الذي يمتلك جينومًا مُهندسًا بالكامل.
تم تقديم أول كائن حي يحمل شفرة جينية موسعة "اصطناعية" في عام 2014؛ حيث استخدم الفريق بكتيريا الإشريكية القولونية التي تم استخلاص جينومها واستبداله بكروموسوم ذي شفرة جينية موسعة. النيوكليوسيدات المضافة هي d5SICS و dNaM . [ 145 ]
في مايو 2019، وفي جهدٍ بارز، أعلن الباحثون عن ابتكار شكلٍ جديدٍ من أشكال الحياة الاصطناعية (ربما اصطناعية ) القابلة للحياة ، وهو نوعٌ متحورٌ من بكتيريا الإشريكية القولونية ، وذلك عن طريق تقليل العدد الطبيعي للكودونات في الجينوم البكتيري من 64 إلى 59 كودونًا بدلاً من ذلك، من أجل ترميز 20 حمضًا أمينيًا . [ 25 ] [ 26 ]
في عام 2017، انطلق مشروع "بناء خلية" الدولي، وهو تعاون بحثي واسع النطاق مفتوح المصدر، لبناء خلايا حية اصطناعية، [ 156 ] وتبعه إنشاء منظمات وطنية للخلايا الاصطناعية في عدة دول، بما في ذلك "فابري سيل"، [ 157 ] و"ماكس سين بيو" ، [ 158 ] و"باي سي". [ 159 ] وفي عام 2019، توحدت الجهود الأوروبية في مجال الخلايا الاصطناعية تحت مسمى "مبادرة سين سيل إي يو". [ 160 ]
في عام 2023، تمكن الباحثون من إنشاء أول أجنة بشرية مصنعة اصطناعياً مشتقة من الخلايا الجذعية. [ 161 ]
منصات توصيل الأدوية
في مجال العلاج، حقق علم الأحياء التركيبي تقدماً ملحوظاً في تغيير وتبسيط نطاق العلاجات خلال فترة زمنية قصيرة نسبياً. في الواقع، أصبحت المنصات العلاجية الجديدة، بدءاً من اكتشاف آليات الأمراض وأهداف الأدوية وصولاً إلى تصنيع ونقل الجزيئات الصغيرة، ممكنة بفضل التصميم المنطقي والقائم على النماذج للمكونات البيولوجية. [ 67 ]
صُممت أجهزة البيولوجيا التركيبية لتكون بمثابة علاجات في مجال العلاج. ومن الممكن التحكم في الفيروسات والكائنات الحية المُصنّعة بالكامل لاستهداف مسببات الأمراض ومسارات الأمراض المحددة. وهكذا، في دراستين مستقلتين [91، 92]، استخدم الباحثون عاثيات بكتيرية مُعدّلة وراثيًا لمكافحة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، وذلك بمنحها خصائص وراثية تستهدف على وجه التحديد دفاعات البكتيريا ضد نشاط المضادات الحيوية وتُعيقها. [ 67 ]
في علاج السرطان ، ولأن الأدوية التقليدية غالباً ما تستهدف الأورام والأنسجة السليمة بشكل عشوائي، فقد يكون من المفيد استخدام الفيروسات والكائنات الحية المصنعة التي تستطيع تحديد الإشارات المرضية وربط تأثيرها العلاجي بها. على سبيل المثال، تم إدخال نشاط مسار p53 في الخلايا البشرية إلى الفيروسات الغدية للتحكم في كيفية تكاثرها. [ 67 ]
منصة هندسية قائمة على البكتيريا
لطالما استُخدمت البكتيريا في علاج السرطان. إذ تستعمر بكتيريا البيفيدوباكتيريوم والكلوستريديوم الأورام بشكل انتقائي وتُقلل من حجمها. [ 162 ] وقد أعاد علماء الأحياء التركيبية مؤخرًا برمجة البكتيريا لاستشعار حالة سرطانية معينة والاستجابة لها. في أغلب الأحيان، تُستخدم البكتيريا لتوصيل جزيء علاجي مباشرةً إلى الورم لتقليل الآثار الجانبية. ولاستهداف خلايا الورم، تم التعبير عن ببتيدات قادرة على التعرف على الورم تحديدًا على أسطح البكتيريا. تشمل الببتيدات المستخدمة جزيء أفيبودي الذي يستهدف على وجه التحديد مستقبل عامل نمو البشرة البشري 2 [ 163 ] ، ومادة لاصقة اصطناعية . [ 164 ] أما الطريقة الأخرى فهي السماح للبكتيريا باستشعار البيئة الدقيقة للورم ، مثل نقص الأكسجين، عن طريق بناء بوابة منطقية "و" داخل البكتيريا. [ 165 ] عندئذٍ، تُطلق البكتيريا الجزيئات العلاجية المستهدفة إلى الورم فقط من خلال التحلل [ 166 ] أو نظام الإفراز البكتيري . [ 167 ] يتميز التحلل بقدرته على تحفيز الجهاز المناعي والتحكم في النمو. ويمكن استخدام أنواع متعددة من أنظمة الإفراز، بالإضافة إلى استراتيجيات أخرى. ويستجيب هذا النظام لإشارات خارجية، تشمل المواد الكيميائية والموجات الكهرومغناطيسية والضوئية.
تُستخدم أنواع وسلالات متعددة من البكتيريا في هذه العلاجات. ومن أكثر أنواع البكتيريا استخدامًا: السالمونيلا التيفية ، والإشريكية القولونية ، والبيفيدوباكتيريا ، والمكورات العقدية ، واللاكتوباسيلس ، والليستيريا ، والعصوية الرقيقة . ولكل نوع من هذه الأنواع خصائصه المميزة، وهو فريد في علاج السرطان من حيث استعمار الأنسجة، والتفاعل مع الجهاز المناعي، وسهولة الاستخدام.
منصة هندسية قائمة على الخميرة
يعمل علماء الأحياء التركيبية على تطوير خميرة حية معدلة وراثيًا قادرة على إيصال الأدوية البيولوجية العلاجية. عند تناولها عن طريق الفم، تعمل هذه الخميرة الحية كمصانع دقيقة، حيث تُنتج جزيئات علاجية مباشرة في الجهاز الهضمي. ولأن الخميرة من حقيقيات النوى، فإن إحدى أهم مزاياها هي إمكانية إعطائها بالتزامن مع المضادات الحيوية. وقد أظهرت دراسة [ 168 ] أن الخميرة البروبيوتيكية التي تُعبر عن مستقبلات البيورين البشرية P2Y2 تُثبط التهاب الأمعاء في نماذج الفئران المصابة بداء الأمعاء الالتهابي. كما تم تطوير خميرة حية من نوع S. boulardii تُنتج مضادًا رباعي التخصص للسموم، يعمل على تحييد سموم A وB لبكتيريا المطثية العسيرة (Clostridium difficile) بفعالية عالية . ويتكون هذا المضاد العلاجي من اندماج أربعة أجسام مضادة أحادية النطاق ( أجسام نانوية ) تعمل على تحييد عاملي الضراوة الرئيسيين لبكتيريا المطثية العسيرة (C. difficile) بفعالية وفعالية واسعة النطاق في موقع العدوى في النماذج ما قبل السريرية. [ 169 ] من المتوقع إجراء أول تجربة سريرية على البشر للخميرة الحية المعدلة وراثيًا لعلاج عدوى المطثية العسيرة في عام 2024، وستتولى رعايتها الشركة المطورة Fzata, Inc.
منصة قائمة على الخلايا
يلعب الجهاز المناعي دورًا هامًا في السرطان، ويمكن تسخيره لمهاجمة الخلايا السرطانية. وتركز العلاجات الخلوية على العلاجات المناعية ، وخاصةً من خلال هندسة الخلايا التائية .
تم هندسة مستقبلات الخلايا التائية وتدريبها على الكشف عن محددات المستضدات السرطانية . تتكون مستقبلات المستضدات الخيمرية (CARs) من جزء من جسم مضاد ملتحم بمجالات إشارات الخلايا التائية داخل الخلايا، مما يُمكّنها من تنشيط الخلية وتحفيز تكاثرها. وقد وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على العديد من العلاجات القائمة على مستقبلات المستضدات الخيمرية من الجيل الثاني. [ 170 ]
صُممت مفاتيح الجينات لتعزيز سلامة العلاج. وطُوّرت مفاتيح الإيقاف لإنهاء العلاج في حال ظهور آثار جانبية شديدة على المريض. [ 171 ] يمكن للآليات التحكم بدقة أكبر في النظام وإيقافه وإعادة تنشيطه. [ 172 ] [ 173 ] ولأن عدد الخلايا التائية مهم لاستمرار العلاج وشدته، يُتحكم أيضًا في نمو الخلايا التائية لضبط فعالية العلاجات وسلامتها. [ 174 ]
على الرغم من أن العديد من الآليات يمكن أن تحسن السلامة والتحكم، إلا أن القيود تشمل صعوبة إدخال دوائر الحمض النووي الكبيرة في الخلايا والمخاطر المرتبطة بإدخال مكونات غريبة، وخاصة البروتينات، في الخلايا.
الوقود الحيوي والمستحضرات الصيدلانية والمواد الحيوية
يُعدّ الإيثانول المُستخلص من الذرة أو قصب السكر أكثر أنواع الوقود الحيوي شيوعًا، إلا أن هذه الطريقة في إنتاج الوقود الحيوي تُعاني من صعوبات ومحدودية بسبب ارتفاع تكلفة إنتاجه الزراعي وعدم كفاية خصائصه كوقود. ويُعتبر استخدام الميكروبات المُعدّلة مساراتها الأيضية لزيادة كفاءتها في تحويل الكتلة الحيوية إلى وقود حيوي بديلًا ومصدرًا محتملًا للطاقة المتجددة. ولن تُحقق هذه التقنيات النجاح المرجو إلا إذا أمكن خفض تكاليف إنتاجها لتُضاهي أو حتى تتجاوز تكاليف إنتاج الوقود الحالي. وفي هذا السياق، تُعيق إجراءات التصنيع المُكلفة لبعض الأدوية توسيع نطاق استخدامها العلاجي. وسيستفيد كلٌ من ابتكار مواد جديدة وتصنيع المواد الحيوية ميكروبيولوجيًا بشكل كبير من أدوات البيولوجيا الاصطناعية الحديثة. [ 67 ]
كريسبر/كاس9
يُعد نظام التكرارات المتناوبة القصيرة المتناظرة المتجمعة (CRISPR)/البروتين المرتبط به (Cas) طريقةً فعّالةً لهندسة الجينوم في مجموعة واسعة من الكائنات الحية، وذلك لبساطته ومرونته وقابليته للتوسع. في هذه التقنية، يجذب الحمض النووي الريبوزي الدليل (gRNA) إنزيم Cas9 النيوكليازي إلى موقع محدد في الجينوم، مما يُسبب انقطاعًا في سلسلتي الحمض النووي. ويمكن استخدام العديد من عمليات إصلاح الحمض النووي، بما في ذلك إعادة التركيب الموجه بالتماثل وربط النهايات غير المتماثلة، لتحقيق التغيير الجينومي المطلوب (أي حذف الجين أو إدخاله). بالإضافة إلى ذلك، استُخدم dCas9 (Cas9 المعطل أو Cas9 الناقص للنيوكلياز)، وهو طفرة مزدوجة من Cas9 (H840A، D10A)، للتحكم في التعبير الجيني في البكتيريا أو عند ربطه بموقع تحفيز أو تثبيط في الخميرة. [ 175 ]
العناصر التنظيمية
يُعدّ تحديد المكونات التنظيمية، بما في ذلك المنظمات ومواقع ارتباط الريبوسوم (RBSs) والمنهيات، أمرًا بالغ الأهمية لبناء وتطوير الأنظمة البيولوجية. وعلى الرغم من سنوات من الدراسة، لا تزال هذه الأدوات نادرة في بكتيريا الإشريكية القولونية، وكذلك في الكائن النموذجي المدروس جيدًا، الخميرة الجعوية (Saccharomyces cerevisiae)، وفي الكائنات الحية الأخرى ذات الأهمية. وللتغلب على هذا القيد، تم ابتكار العديد من التقنيات لاكتشاف وتحديد المحفزات والمنهيات، بما في ذلك التنقيب الجينومي، والطفرات العشوائية، والهندسة الهجينة، والنمذجة الفيزيائية الحيوية، والتصميم التوافقي، والتصميم العقلاني. [ 175 ]
العضيات
استُخدمت البيولوجيا التركيبية في إنتاج العضيات ، وهي أعضاء تُزرع في المختبر ولها تطبيقات في البحوث الطبية وعمليات الزرع. [ 176 ]
الأعضاء المطبوعة بيولوجيا
يمكن استخدام الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لإعادة بناء الأنسجة من مناطق مختلفة من الجسم. وكانت سلسلة من التجارب التي أجراها باحثون في مستشفى بوسطن للأطفال بمثابة مقدمة لاعتماد الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الرعاية الصحية. قام الفريق ببناء مثانات بولية بديلة يدويًا لسبعة مرضى، وذلك من خلال بناء هياكل داعمة، ثم وضع طبقات من خلايا المرضى على هذه الهياكل والسماح لها بالنمو. وقد تكللت التجارب بالنجاح، حيث ظل المرضى يتمتعون بصحة جيدة لمدة سبع سنوات بعد الزرع، مما دفع الباحث أنتوني أتالا، الحاصل على دكتوراه في الطب، إلى البحث عن طرق لأتمتة هذه العملية. [ 177 ] ويمكن الآن علاج المرضى الذين يعانون من أمراض المثانة في مراحلها النهائية باستخدام أنسجة مثانة مُهندسة حيويًا لإعادة بناء العضو التالف. [ 178 ] ويمكن أيضًا تطبيق هذه التقنية على العظام والجلد والغضاريف والأنسجة العضلية. [ 179 ] ومع ذلك، يتمثل أحد الأهداف طويلة المدى لتقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد في إعادة بناء عضو كامل، بالإضافة إلى تقليل مشكلة نقص الأعضاء المتاحة للزراعة. [ 180 ] لم يُحرز نجاح يُذكر في الطباعة الحيوية للأعضاء كاملة الوظائف، مثل الكبد والجلد والغضروف الهلالي والبنكرياس. [ 181 ] [ 182 ] [ 183 ] على عكس الدعامات القابلة للزرع، تتميز الأعضاء بأشكال معقدة، ما يجعل طباعتها الحيوية أكثر صعوبة. فعلى سبيل المثال، يجب أن يستوفي القلب المطبوع حيويًا ليس فقط المتطلبات الهيكلية، بل أيضًا متطلبات التروية الدموية والحمل الميكانيكي وانتشار الإشارات الكهربائية. [ 184 ] في عام 2022، أُعلن عن أول نجاح لتجربة سريرية لزراعة أذن خارجية مطبوعة حيويًا ثلاثية الأبعاد، مصنوعة من خلايا المريض نفسه ، لعلاج صغر الأذن . [ 185 ] [ 186 ] ترتبط محدودية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد بمورفولوجيا غير ملائمة من الناحية الفيزيولوجية، وفشل أساليب التقييم النسيجي. [ 187 ] [ 188 ]
تُسهم الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد في تحقيق تقدم كبير في مجال هندسة الأنسجة الطبية ، إذ تُتيح إجراء البحوث على مواد مبتكرة تُسمى المواد الحيوية . وتتميز بعض أبرز هذه المواد المُهندسة حيوياً بقوة تفوق عادةً قوة المواد الطبيعية في الجسم، بما في ذلك الأنسجة الرخوة والعظام. ويمكن لهذه المكونات أن تُشكل بدائل، بل وتحسينات، للمواد الأصلية في الجسم في المستقبل. إضافةً إلى ذلك، تسعى وكالة الحد من التهديدات الدفاعية إلى طباعة أعضاء مصغرة، مثل القلب والكبد والرئتين، لما لها من إمكانية لاختبار الأدوية الجديدة بدقة أكبر، وربما الاستغناء عن إجراء التجارب على الحيوانات. [ 189 ]
عمليات زرع أخرى وتجديد مستحث
هناك بحث وتطوير مستمران في طرق البيولوجيا التركيبية لتحفيز التجديد في البشر بالإضافة إلى إنشاء أعضاء اصطناعية قابلة للزرع .
الجسيمات النانوية والخلايا الاصطناعية والقطرات الدقيقة
يمكن استخدام البيولوجيا التركيبية لإنتاج جسيمات نانوية تُستخدم في توصيل الأدوية، بالإضافة إلى أغراض أخرى. [ 190 ] ويسعى البحث والتطوير المكملان إلى ابتكار خلايا اصطناعية تحاكي وظائف الخلايا البيولوجية، وقد نجحا في ذلك. تشمل التطبيقات الطب، مثل الجسيمات النانوية المصممة التي تحفز خلايا الدم على التهام أجزاء من لويحات تصلب الشرايين المسببة للنوبات القلبية، من الداخل إلى الخارج . [ 191 ] [ 192 ] [ 193 ] ويمكن استخدام قطرات مجهرية اصطناعية لخلايا الطحالب ، أو مفاعلات ميكروبية كروية متعددة الخلايا متآزرة من الطحالب والبكتيريا ، على سبيل المثال، لإنتاج الهيدروجين كجزء من تقنية حيوية لاقتصاد الهيدروجين . [ 194 ] [ 195 ]
علم الكهرباء الوراثية
تُهندس الخلايا المصممة في الثدييات من قبل البشر لتتصرف بطريقة محددة، مثل خلية مناعية تُعبر عن مستقبل اصطناعي مصمم لمكافحة مرض معين. [ 196 ] [ 197 ] علم الوراثة الكهربائية هو تطبيق لعلم الأحياء التركيبي يتضمن استخدام المجالات الكهربائية لتحفيز استجابة في الخلايا المُهندسة. [ 198 ] يمكن التحكم في الخلايا المصممة بسهولة نسبية باستخدام الأجهزة الإلكترونية الشائعة، مثل الهواتف الذكية. بالإضافة إلى ذلك، يتيح علم الوراثة الكهربائية إمكانية إنشاء أجهزة أصغر حجمًا وأكثر إحكامًا من الأجهزة التي تستخدم محفزات أخرى، وذلك باستخدام أقطاب كهربائية مجهرية. [ 198 ] أحد الأمثلة على كيفية استخدام علم الوراثة الكهربائية لصالح الصحة العامة هو تحفيز الخلايا المصممة القادرة على إنتاج/توصيل العلاجات. [ 199 ] تم تطبيق ذلك في خلايا Electro HEK، وهي خلايا تحتوي على قنوات كالسيوم حساسة للجهد الكهربائي، مما يعني أنه يمكن التحكم في قناة الأيونات عن طريق التوصيل الكهربائي بين الأقطاب الكهربائية وخلايا Electro HEK. [ 198 ] تبين أن مستويات التعبير عن الجين الاصطناعي الموجود في خلايا Electro HEK هذه قابلة للتحكم عن طريق تغيير الجهد أو طول النبضة الكهربائية. وقد توسعت دراسات لاحقة في هذا النظام الفعال، ومنها نظام خط خلايا بيتا المصمم للتحكم في إفراز الأنسولين بناءً على الإشارات الكهربائية. [ 200 ]
أخلاق مهنية
أثار خلق حياة جديدة والتلاعب بالحياة القائمة مخاوف أخلاقية في مجال البيولوجيا التركيبية، وهي موضوع نقاش مستمر. [ 201 ] [ 202 ]
تشمل الأسئلة الأخلاقية الشائعة ما يلي:
- هل من الصواب أخلاقياً العبث بالطبيعة؟
- هل يُعتبر المرء إلهاً عند خلق حياة جديدة؟
- ماذا يحدث إذا هرب كائن حي اصطناعي عن طريق الخطأ؟
- ماذا لو أساء شخص ما استخدام البيولوجيا التركيبية وأنشأ كيانًا ضارًا (مثل سلاح بيولوجي)؟
- من سيتحكم في منتجات البيولوجيا التركيبية ويتمكن من الوصول إليها؟
- من سيستفيد من هذه الابتكارات؟ المستثمرون؟ المرضى؟ المزارعون الصناعيون؟
- هل يسمح نظام براءات الاختراع ببراءات اختراع للكائنات الحية؟ وماذا عن أجزاء الكائنات الحية، مثل جينات مقاومة فيروس نقص المناعة البشرية لدى البشر؟ [ 203 ]
- ماذا لو كان ابتكار جديد يستحق مكانة أخلاقية أو قانونية؟
تتسم الجوانب الأخلاقية لعلم الأحياء التركيبي بثلاث سمات رئيسية: السلامة البيولوجية ، والأمن البيولوجي ، وخلق أشكال حياة جديدة. [ 204 ] وتشمل القضايا الأخلاقية الأخرى المذكورة تنظيم الابتكارات الجديدة، وإدارة براءات اختراعها، وتوزيع المنافع، ونزاهة البحث العلمي. [ 205 ] [ 201 ]
برزت قضايا أخلاقية تتعلق بتقنيات الحمض النووي المؤتلف والكائنات المعدلة وراثيًا ، كما وُضعت لوائح تنظيمية واسعة النطاق للهندسة الوراثية وأبحاث مسببات الأمراض في العديد من الدول. جادلت إيمي غوتمان ، الرئيسة السابقة للجنة الأخلاقيات البيولوجية الرئاسية، بضرورة تجنب الإفراط في تنظيم البيولوجيا التركيبية عمومًا، والهندسة الوراثية خصوصًا. ووفقًا لغوتمان، "يُعدّ الاقتصاد في التنظيم بالغ الأهمية في التقنيات الناشئة... حيث يكون إغراء كبح الابتكار على أساس عدم اليقين والخوف من المجهول كبيرًا للغاية. قد لا تُعيق الأدوات الصارمة للتقييد القانوني والتنظيمي توزيع الفوائد الجديدة فحسب، بل قد تُؤدي إلى نتائج عكسية على الأمن والسلامة من خلال منع الباحثين من تطوير ضمانات فعّالة". [ 206 ]
"خلق" الحياة
أحد الأسئلة الأخلاقية المطروحة هو مدى جواز خلق أشكال حياة جديدة، وهو ما يُعرف أحيانًا بـ"لعب دور الإله". حاليًا، يقتصر خلق أشكال حياة جديدة غير موجودة في الطبيعة على نطاق ضيق، ولا تزال الفوائد والمخاطر المحتملة مجهولة، ويتم ضمان دراسة متأنية وإشراف دقيق في معظم الدراسات. [ 201 ] يُعرب العديد من المؤيدين عن القيمة المحتملة الكبيرة لخلق أشكال حياة اصطناعية، لا سيما في مجالات الزراعة والطب والمعرفة الأكاديمية، وغيرها. إذ يُمكن أن يُساهم خلق كيانات جديدة في توسيع المعرفة العلمية إلى ما هو أبعد بكثير مما هو معروف حاليًا من دراسة الظواهر الطبيعية. ومع ذلك، ثمة مخاوف من أن تُقلل أشكال الحياة الاصطناعية من "نقاء" الطبيعة (أي أن الطبيعة قد تُفسد بطريقة ما بفعل التدخل البشري والتلاعب بها)، وأن تُؤثر على تبني مبادئ هندسية أكثر من المُثل العليا التي تُركز على التنوع البيولوجي والطبيعة. كما يخشى البعض من أنه في حال إطلاق شكل حياة اصطناعي في الطبيعة، فقد يُعيق التنوع البيولوجي من خلال التنافس مع الأنواع الطبيعية على الموارد (على غرار ما يحدث عندما تُؤدي تكاثرات الطحالب إلى نفوق الكائنات البحرية). وثمة مخاوف أخرى تتعلق بالمعاملة الأخلاقية للكيانات المُستحدثة إذا ما امتلكت القدرة على الشعور بالألم والإدراك الذاتي . هناك جدل مستمر حول ما إذا كان ينبغي منح هذه الكائنات الحية حقوقاً أخلاقية أو قانونية، على الرغم من عدم وجود إجماع حول كيفية إدارة هذه الحقوق أو إنفاذها.
الدعم الأخلاقي للبيولوجيا التركيبية
تشمل المبررات الأخلاقية والمعنوية التي تدعم تطبيقات معينة للبيولوجيا التركيبية قدرتها على التخفيف من المشاكل العالمية الكبيرة المتعلقة بالآثار البيئية الضارة للزراعة التقليدية (بما في ذلك إنتاج اللحوم )، ورفاهية الحيوان ، والأمن الغذائي ، وصحة الإنسان ، [ 207 ] [ 208 ] [ 209 ] بالإضافة إلى إمكانية تقليل الحاجة إلى العمالة البشرية، ومن خلال علاجات الأمراض، تقليل معاناة الإنسان وإطالة العمر.
السلامة البيولوجية والاحتواء البيولوجي
ما هو الإجراء الأكثر ملاءمة من الناحية الأخلاقية عند النظر في تدابير السلامة البيولوجية؟ وكيف يمكن تجنب إدخال كائنات حية اصطناعية إلى البيئة الطبيعية عن طريق الخطأ؟ لقد أُوليَت هذه الأسئلة اهتمامًا كبيرًا من الناحية الأخلاقية وخضعت لدراسات نقدية معمقة. لا تقتصر السلامة البيولوجية على الاحتواء البيولوجي فحسب، بل تشمل أيضًا الجهود المبذولة لحماية الجمهور من العوامل البيولوجية التي قد تشكل خطرًا. ورغم أهمية هذه المخاوف وعدم وجود إجابات شافية لها، إلا أن ليس كل منتجات البيولوجيا التركيبية تُثير مخاوف بشأن السلامة البيولوجية أو تُسبب آثارًا سلبية على البيئة. ويُقال إن معظم التقنيات التركيبية حميدة وغير قادرة على الازدهار في العالم الخارجي نظرًا لخصائصها "غير الطبيعية"، إذ لم يُرصد حتى الآن أي مثال على ميكروب مُعدَّل وراثيًا يتمتع بميزة تنافسية في بيئته الطبيعية.
بشكل عام، تُعتبر ضوابط المخاطر الحالية ، ومنهجيات تقييم المخاطر، واللوائح الموضوعة للكائنات المعدلة وراثيًا التقليدية كافية للكائنات الاصطناعية. تشمل أساليب الاحتواء البيولوجي "الخارجية" في المختبرات الاحتواء المادي باستخدام خزائن السلامة البيولوجية وصناديق القفازات ، بالإضافة إلى معدات الحماية الشخصية . أما في المجال الزراعي، فتشمل هذه الأساليب مسافات العزل وحواجز حبوب اللقاح ، على غرار أساليب الاحتواء البيولوجي للكائنات المعدلة وراثيًا . قد توفر الكائنات الاصطناعية تحكمًا أفضل في المخاطر نظرًا لإمكانية هندستها بأساليب احتواء بيولوجي "داخلية" تحد من نموها في بيئة غير محصورة، أو تمنع انتقال الجينات الأفقي إلى الكائنات الطبيعية. من أمثلة الاحتواء البيولوجي الداخلي: الاعتماد على الغذاء ، ومفاتيح الإيقاف البيولوجي، وعدم قدرة الكائن الحي على التكاثر أو نقل الجينات المعدلة أو الاصطناعية إلى النسل، واستخدام الكائنات الغريبة بيولوجيًا باستخدام كيمياء حيوية بديلة، كاستخدام الأحماض النووية الغريبة الاصطناعية (XNA) بدلًا من الحمض النووي (DNA). [ 210 ] [ 211 ]
الأمن البيولوجي والإرهاب البيولوجي
تتعلق بعض القضايا الأخلاقية بالأمن البيولوجي، حيث يمكن استخدام تقنيات التخليق الحيوي عمدًا لإلحاق الضرر بالمجتمع و/أو البيئة. ونظرًا لأن البيولوجيا التركيبية تثير قضايا أخلاقية وقضايا تتعلق بالأمن البيولوجي، يجب على البشرية التفكير والتخطيط لكيفية التعامل مع الإبداعات التي يحتمل أن تكون ضارة، وما هي أنواع التدابير الأخلاقية التي يمكن استخدامها لردع تقنيات التخليق الحيوي الخبيثة. وباستثناء تنظيم شركات البيولوجيا التركيبية والتكنولوجيا الحيوية، [ 212 ] [ 213 ] فإن هذه القضايا ليست جديدة، لأنها أثيرت خلال المناقشات السابقة حول الحمض النووي المؤتلف والكائنات المعدلة وراثيًا ، كما أن هناك لوائح تنظيمية واسعة النطاق للهندسة الوراثية وأبحاث مسببات الأمراض مطبقة بالفعل في العديد من الدول. [ 214 ]
بالإضافة إلى ذلك، سهّل تطوير أدوات البيولوجيا التركيبية على الأفراد ذوي التعليم والتدريب المحدودين، والذين لا يملكون المعدات اللازمة، تعديل الكائنات الممرضة واستخدامها كأسلحة بيولوجية. وهذا يزيد من خطر الإرهاب البيولوجي ، لا سيما مع إدراك الجماعات الإرهابية للاضطرابات الاجتماعية والاقتصادية والسياسية الكبيرة التي تسببها جائحات مثل كوفيد-19 . ومع تطور تقنيات جديدة في مجال البيولوجيا التركيبية، من المرجح أن يستمر خطر الإرهاب البيولوجي في التزايد. [ 215 ] وقد أشار خوان زاراتي، الذي شغل منصب نائب مستشار الأمن القومي لمكافحة الإرهاب من عام 2005 إلى عام 2009، إلى أن "خطورة فيروس كورونا المستجد وما يسببه من اضطرابات بالغة من شأنه أن يحفز على الأرجح أكثر الجماعات والأفراد إبداعًا وخطورة على إعادة النظر في الهجمات الإرهابية البيولوجية". [ 216 ]
الاتحاد الأوروبي
أصدر مشروع SYNBIOSAFE، الممول من الاتحاد الأوروبي [ 217 ] ، تقارير حول كيفية إدارة البيولوجيا التركيبية. وحددت ورقة بحثية نُشرت عام 2007 قضايا رئيسية في مجالات السلامة والأمن والأخلاقيات والتفاعل بين العلم والمجتمع، والذي عرّفه المشروع بأنه التوعية العامة والحوار المستمر بين العلماء والشركات والحكومة وخبراء الأخلاقيات. [ 218 ] [ 219 ] وتضمنت قضايا الأمن الرئيسية التي حددها مشروع SYNBIOSAFE التعامل مع الشركات التي تبيع الحمض النووي التركيبي ومجتمع القرصنة البيولوجية من علماء الأحياء الهواة. أما القضايا الأخلاقية الرئيسية فكانت تتعلق بإنشاء أشكال حياة جديدة.
ركز تقرير لاحق على الأمن البيولوجي، ولا سيما ما يُعرف بتحدي الاستخدام المزدوج . فعلى سبيل المثال، بينما قد تُسهم البيولوجيا التركيبية في إنتاج علاجات طبية أكثر كفاءة، فإنها قد تؤدي أيضًا إلى تركيب أو تعديل مسببات الأمراض الضارة (مثل الجدري ). [ 220 ] ولا يزال مجتمع القرصنة البيولوجية مصدر قلق بالغ، إذ إن الطبيعة الموزعة والمتشعبة للتكنولوجيا الحيوية مفتوحة المصدر تجعل من الصعب تتبع المخاوف المحتملة بشأن السلامة والأمن البيولوجيين، أو تنظيمها، أو التخفيف من حدتها. [ 221 ]
تركز مبادرة COSY، وهي مبادرة أوروبية أخرى، على التصور العام والتواصل. [ 222 ] [ 223 ] [ 224 ] ولتحسين التواصل بشأن البيولوجيا التركيبية وتداعياتها المجتمعية مع جمهور أوسع، نشرت COSY وSYNBIOSAFE فيلمًا وثائقيًا بعنوان SYNBIOSAFE مدته 38 دقيقة في أكتوبر 2009. [ 217 ]
اقترحت الرابطة الدولية للبيولوجيا التركيبية التنظيم الذاتي. [ 225 ] يقترح هذا التنظيم تدابير محددة ينبغي على صناعة البيولوجيا التركيبية، وخاصة شركات تصنيع الحمض النووي، تطبيقها. في عام 2007، نشرت مجموعة بقيادة علماء من شركات رائدة في مجال تصنيع الحمض النووي "خطة عملية لتطوير إطار رقابي فعال لصناعة تصنيع الحمض النووي". [ 212 ]
الولايات المتحدة
في يناير 2009، مولت مؤسسة ألفريد ب. سلون مركز وودرو ويلسون ، ومركز هاستينغز ، ومعهد جيه كريج فينتر لدراسة التصور العام والأخلاقيات والآثار السياسية لعلم الأحياء التركيبي. [ 226 ]
في الفترة من 9 إلى 10 يوليو 2009، عقدت لجنة العلوم والتكنولوجيا والقانون التابعة للأكاديميات الوطنية ندوة حول "الفرص والتحديات في مجال البيولوجيا التركيبية الناشئ". [ 227 ]
بعد نشر أول جينوم اصطناعي والتغطية الإعلامية المصاحبة له حول خلق "الحياة"، أنشأ الرئيس باراك أوباما اللجنة الرئاسية لدراسة القضايا الأخلاقية الحيوية لدراسة البيولوجيا التركيبية. [ 228 ] عقدت اللجنة سلسلة من الاجتماعات، وأصدرت تقريرًا في ديسمبر 2010 بعنوان "اتجاهات جديدة: أخلاقيات البيولوجيا التركيبية والتقنيات الناشئة". وذكرت اللجنة أنه "على الرغم من أن إنجاز فينتر مثّل تقدمًا تقنيًا هامًا في إثبات إمكانية تركيب جينوم كبير نسبيًا بدقة واستبداله بآخر، إلا أنه لا يرقى إلى مستوى "خلق الحياة". [ 229 ] وأشارت إلى أن البيولوجيا التركيبية مجال ناشئ، ينطوي على مخاطر وفوائد محتملة. ولم توصِ اللجنة بتغييرات في السياسات أو الرقابة، ودعت إلى استمرار تمويل البحث وتوفير تمويل جديد للمراقبة ودراسة القضايا الأخلاقية الناشئة والتوعية العامة. [ 214 ]
تُعدّ البيولوجيا التركيبية أداةً رئيسيةً للتقدم البيولوجي، إلا أنها تنطوي على "إمكانية تطوير أسلحة بيولوجية، وآثار سلبية غير متوقعة على صحة الإنسان... وأي آثار بيئية محتملة". [ 230 ] كما أن انتشار هذه التقنية قد يُتيح إنتاج الأسلحة البيولوجية والكيميائية لمجموعة أوسع من الجهات الفاعلة الحكومية وغير الحكومية . [ 231 ] ويمكن تجنب هذه المشكلات الأمنية من خلال تنظيم استخدامات الصناعة للتكنولوجيا الحيوية عبر تشريعات سياسية. وتقترح "لجنة الأخلاقيات البيولوجية التابعة للرئيس مبادئ توجيهية اتحادية بشأن التلاعب الجيني... استجابةً للإعلان عن إنشاء خلية ذاتية التكاثر من جينوم مُصنّع كيميائيًا، فقد قدمت اللجنة 18 توصية ليس فقط لتنظيم هذا العلم... بل لتوعية الجمهور أيضًا". [ 230 ]
المعارضة
في 13 مارس/آذار 2012، أصدرت أكثر من 100 منظمة بيئية ومجتمعية، من بينها منظمة أصدقاء الأرض ، والمركز الدولي لتقييم التكنولوجيا ، ومجموعة ETC ، بيانًا بعنوان "مبادئ الإشراف على البيولوجيا التركيبية" . يدعو هذا البيان إلى وقف عالمي لإطلاق الكائنات الحية التركيبية واستخدامها تجاريًا إلى حين وضع لوائح أكثر صرامة وتدابير أمان بيولوجي دقيقة. وتطالب هذه المنظمات تحديدًا بحظر استخدام البيولوجيا التركيبية على الجينوم البشري أو الميكروبيوم البشري حظرًا تامًا . [ 232 ] [ 233 ] كتب ريتشارد ليونتين أن بعض مبادئ السلامة الخاصة بالإشراف، التي نوقشت في "مبادئ الإشراف على البيولوجيا التركيبية"، معقولة، لكن المشكلة الرئيسية في التوصيات الواردة في البيان تكمن في أن "الجمهور عمومًا يفتقر إلى القدرة على فرض أي تطبيق فعلي لهذه التوصيات". [ 234 ]
الصحة والسلامة
تشمل مخاطر البيولوجيا التركيبية مخاطر السلامة البيولوجية على العاملين والجمهور، ومخاطر الأمن البيولوجي الناجمة عن الهندسة المتعمدة للكائنات الحية لإحداث ضرر، والمخاطر البيئية. [ 235 ] تتشابه مخاطر السلامة البيولوجية مع تلك الموجودة في مجالات التكنولوجيا الحيوية الحالية، وتتمثل أساسًا في التعرض لمسببات الأمراض والمواد الكيميائية السامة، على الرغم من أن الكائنات الحية التركيبية الجديدة قد تنطوي على مخاطر جديدة. [ 210 ] أما فيما يتعلق بالأمن البيولوجي، فهناك مخاوف من إمكانية استخدام الكائنات الحية التركيبية أو المعاد تصميمها نظريًا في الإرهاب البيولوجي . وتشمل المخاطر المحتملة إعادة إنتاج مسببات الأمراض المعروفة من الصفر، وهندسة مسببات الأمراض الموجودة لتكون أكثر خطورة، وهندسة الميكروبات لإنتاج مواد كيميائية حيوية ضارة. [ 236 ] أخيرًا، تشمل المخاطر البيئية الآثار السلبية على التنوع البيولوجي وخدمات النظام البيئي ، بما في ذلك التغيرات المحتملة في استخدام الأراضي نتيجة الاستخدام الزراعي للكائنات الحية التركيبية. [ 237 ] [ 238 ] تُعد البيولوجيا التركيبية مثالًا على تقنية ذات استخدام مزدوج ، حيث يُحتمل استخدامها بطرق قد تُلحق الضرر بالبشر و/أو البيئة، سواءً عن قصد أو غير قصد. غالباً ما ينظر "العلماء والمؤسسات المضيفة لهم وهيئات التمويل" فيما إذا كان من الممكن إساءة استخدام البحث المخطط له، ويقومون أحياناً بتنفيذ تدابير للحد من احتمالية إساءة الاستخدام. [ 239 ]
تُعتبر أنظمة تحليل المخاطر الحالية للكائنات المعدلة وراثيًا كافيةً عمومًا للكائنات المُصنّعة، على الرغم من وجود بعض الصعوبات التي قد تواجه الكائنات المُصنّعة "من الأسفل إلى الأعلى" انطلاقًا من تسلسلات جينية فردية. [ 211 ] [ 240 ] وتخضع البيولوجيا التركيبية عمومًا للوائح القائمة الخاصة بالكائنات المعدلة وراثيًا والتكنولوجيا الحيوية بشكل عام، وأي لوائح سارية على المنتجات التجارية اللاحقة، مع العلم أنه لا توجد عمومًا لوائح خاصة بالبيولوجيا التركيبية في أي ولاية قضائية. [ 241 ] [ 242 ]
انظر أيضاً
- مجلة ACS Synthetic Biology – مجلة علمية (أنشئت عام 2012)
- الهندسة الحيوية – تطبيق علم الأحياء والهندسة لإنتاج منتجات مفيدة. صفحات تعرض وصفًا موجزًا لأهداف إعادة التوجيه.
- المحاكاة الحيوية – تقليد الأنظمة البيولوجية لحل المشكلات البشرية. صفحات تعرض وصفًا موجزًا لأهداف إعادة التوجيه.
- منحنى كارلسون – يصف معدل تسلسل الحمض النووي أو تكلفة كل قاعدة متسلسلة كدالة للوقت. صفحات تعرض أوصافًا موجزة للأهداف المُعاد توجيهها
- مفهوم الحياة الكيرالية – حياة افتراضية ذات كيرالية جزيئية معكوسة. صفحات تعرض أوصافًا موجزة للأهداف المعاد توجيهها.
- علم الأحياء الحاسوبي – فرع من فروع علم الأحياء
- النمذجة الحيوية الحاسوبية
- تخزين البيانات الرقمية في الحمض النووي - عملية ترميز وفك ترميز البيانات الثنائية من وإلى خيوط الحمض النووي المصنعة
- الهندسة البيولوجية
- مسابقة دولية للآلات المعدلة وراثياً
- الحياة غير الخلوية - الحياة التي لا تمتلك بنية خلوية
- علم الأحياء التركيبي المفتوح
- تصميم البروتين – التصميم العقلاني لجزيئات البروتين الجديدة
- هندسة البروتين – عملية الهندسة الحيوية
- الطب التجديدي – مجال طبي معني بتجديد الأنسجة
- الذكاء الاصطناعي – مفهوم الذكاء الحقيقي في الآلات
- مورفولوجيا اصطناعية
- علم الفيروسات التركيبي – فرع من فروع علم الفيروسات
- علم الأحياء النظمي والتركيبي - مجلة علمية (2007-2015)
- سبودسيل - نوع من الخلايا الاصطناعية
- هندسة الأنسجة – تخصص في الهندسة الطبية الحيوية
- علم الأحياء الغريبة - علم أشكال الحياة الاصطناعية
- الخلايا الأولية# النماذج الاصطناعية – تم اقتراح كريات الدهون كطليعة للخلايا الحية
- جيوانو – نموذج الخلايا الأولية الاصطناعية
- أنواع افتراضية من الكيمياء الحيوية – مواد كيميائية حيوية بديلة محتملة تستخدمها الكائنات الحية
- لعب دور الإله (الأخلاق) – الاستراتيجية البلاغية والاتهام
- الحياة المرآوية – حياة افتراضية ذات كيرالية جزيئية معكوسة. صفحات تعرض أوصافًا موجزة للأهداف المعاد توجيهها.
- فيروس شلل الأطفال الاصطناعي
مراجع
- 1 2 هانكزيك ، م.م. (مايو 2020). "هندسة الحياة: مراجعة لعلم الأحياء التركيبي". الحياة الاصطناعية . 26 (2): 260-273 . doi : 10.1162/artl_a_00318 . hdl : 11572/302757 . ISSN 1064-5462 . PMID 32271630. S2CID 215550945 .
- ^ ناكانو تي، إيكفورد إيه دبليو، هاراجوتشي تي (12 سبتمبر 2013). التواصل الجزيئي . مطبعة جامعة كامبريدج. رقم ISBN 978-1-107-02308-6.
- 1 2 3 "علم الأحياء التركيبي" . المعهد الوطني لأبحاث الجينوم البشري . 14 أغسطس 2019. تم الاطلاع عليه في 23 يناير 2023 .
- ↑ "الأنظمة النانوية الإنتاجية: خارطة طريق تكنولوجية" (ملف PDF) . معهد فورسايت . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 25 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 مايو 2020 .
- ^ لو دوك إس (26 أكتوبر 1910). النظرية الفيزيائية والكيميائية للحياة والأجيال العفوية . أ. بوينات. رأ 23348076 م .
- ^ ليدوك إس (1912). بوينات أ (محرر). علم الأحياء التخليقي، دراسة في الفيزياء الحيوية . أرشفة من الإصدار الأصلي في 27 أيلول 2016 . تم الاسترجاع 23 يناير، 2011 .
- ↑ كاري، نيسا (2019). اختراق شفرة الحياة . لندن: دار آيكون للنشر. ص. الصفحة = 12. ISBN 978-178578-497-2.
- ↑ جاكوب، ف.س. ومونود، ج. حول تنظيم نشاط الجينات. ندوة كولد سبرينغ هاربور للبيولوجيا الكمية 26، 193-211 (1961).
- ↑ كوهين إس إن، تشانغ إيه سي، بوير إتش دبليو، هيلينغ آر بي (1973). "بناء بلازميدات بكتيرية وظيفية بيولوجيًا في المختبر" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 70 (11): 3240-3244 . Bibcode : 1973PNAS...70.3240C . doi : 10.1073/pnas.70.11.3240 . PMC 427208. PMID 4594039 .
- ↑ شيبالسكي دبليو، سكالكا أ (نوفمبر 1978). "جوائز نوبل وإنزيمات التقييد". جين . 4 (3): 181-182 . doi : 10.1016/0378-1119(78)90016-1 . PMID 744485 .
- ↑ سايكي آر كيه، جيلفاند دي إتش، ستوفيل إس، شارف إس جيه، هيغوتشي آر، هورن جي تي، موليس كيه بي، إيرليش إتش إيه (1988). "التضخيم الإنزيمي الموجه بالبادئ للحمض النووي باستخدام بوليميراز الحمض النووي المقاوم للحرارة". مجلة ساينس . 239 (4839): 487-491 . doi : 10.1126/science.239.4839.487 . PMID 2448875 .
- 1 2 إيلويتز إم بي، ليبيلر إس (يناير 2000). " شبكة تذبذبية اصطناعية لمنظمات النسخ". نيتشر . 403 (6767): 335-338 . Bibcode : 2000Natur.403..335E . doi : 10.1038/35002125 . PMID 10659856. S2CID 41632754 .
- 1 2 غاردنر تي إس، كانتور سي آر، كولينز جيه جيه (يناير 2000). "بناء مفتاح تبديل جيني في الإشريكية القولونية". نيتشر . 403 ( 6767): 339-42 . Bibcode : 2000Natur.403..339G . doi : 10.1038/35002131 . PMID 10659857. S2CID 345059 .
- 1 2 نايت تي (2003). تصميم متجهات متكررة للتجميع القياسي للوحدات الحيوية (تقرير). مختبر الذكاء الاصطناعي بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. hdl : 1721.1/21168 .
- ↑ مارتن، في. جيه.، بيترا، دي. جيه.، ويذرز، إس. تي.، نيومان، جيه. دي.، كيسلينج، جيه. دي. (يوليو 2003). "هندسة مسار الميفالونات في الإشريكية القولونية لإنتاج التربينويدات". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 21 (7): 796-802 . doi : 10.1038/nbt833 . PMID 12778056. S2CID 17214504 .
- ↑ ليفسكايا أ، شوفالييه أ.أ، تابور ج.ج، سيمبسون ز.ب، لافيري ل.أ، ليفي م، وآخرون . (نوفمبر 2005). "علم الأحياء التركيبي: هندسة الإشريكية القولونية لرؤية الضوء". مجلة نيتشر . 438 (7067): 441-442 . Bibcode : 2005Natur.438..441L . doi : 10.1038/ nature04405 . PMID 16306980. S2CID 4428475 .
- ↑ باسو إس، جيرشمان واي، كولينز سي إتش، أرنولد إف إتش، وايس آر (أبريل 2005). "نظام متعدد الخلايا اصطناعي لتشكيل الأنماط المبرمجة" . نيتشر . 434 ( 7037): 1130-1134 . Bibcode : 2005Natur.434.1130B . doi : 10.1038/nature03461 . PMID 15858574. S2CID 4370309 .
- ↑ أندرسون جيه سي، كلارك إي جيه، أركين إيه بي، فويغت سي إيه (يناير 2006). "غزو الخلايا السرطانية بواسطة بكتيريا مُهندسة وراثيًا تحت سيطرة البيئة". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 355 (4): 619-627 . doi : 10.1016/j.jmb.2005.10.076 . PMID 16330045 .
- 1 2 Gibson DG, Glass JI, Lartigue C, Noskov VN, Chuang RY, Algire MA, Benders GA, Montague MG, Ma L, Moodie MM, Merryman C, Vashee S, Krishnakumar R, أسد-غارسيا N, Andrews-Pfannkoch C, Denisova EA, Young L, Qi ZQ, Segall-Shapiro TH, Calvey CH، Parmar PP، Hutchison CA، Smith HO، Venter JC (يوليو 2010). “إنشاء خلية بكتيرية يسيطر عليها الجينوم المركب كيميائيا”. علوم . 329 (5987): 52– 6. بيب كود : 2010Sci...329...52G . دوى : 10.1126/science.1190719 . بميد 20488990 .
- ↑ "عالم أمريكي ابتكر حياة اصطناعية ينفي "لعب دور الإله"" . صحيفة التلغراف . مايو 2010. مؤرشف من الأصل في 12 يناير 2022.
- ↑ دايموند جيه إس، ريتشاردسون إس إم، كومبس سي إي، باباتز تي، مولر إتش، أنالورو إن، وآخرون . (سبتمبر 2011). " أذرع الكروموسومات الاصطناعية تعمل في الخميرة وتُولد تنوعًا ظاهريًا عن طريق التصميم" . نيتشر . 477 (7365): 471-476 . Bibcode : 2011Natur.477..471D . doi : 10.1038/nature10403 . PMC 3774833. PMID 21918511 .
- ↑ جينك م، تشيلينسكي ك، فونفارا إ، هاور م، دودنا ج.أ، شاربنتييه إ (2012). "إنزيم نووي داخلي قابل للبرمجة موجه بواسطة الحمض النووي الريبي المزدوج في المناعة البكتيرية التكيفية" . مجلة ساينس . 337 (6096): 816-821 . Bibcode : 2012Sci...337..816J . doi : 10.1126/science.1225829 . PMC 6286148. PMID 22745249 .
- ↑ المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (1 أبريل 2019). "أول جينوم بكتيري تم إنشاؤه بالكامل باستخدام الحاسوب" . يوريك أليرت! . مؤرشف من الأصل في 8 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه في 2 أبريل 2019 .
- ↑ فينيتز جيه إي، ديل ميديكو إل، وولفلي إيه، شاخله بي، بوخر واي، أبّرت دي، وآخرون . (أبريل 2019). "إعادة كتابة التركيب الكيميائي لجينوم بكتيري لتحقيق مرونة التصميم والوظائف البيولوجية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 116 (16): 8070-8079 . Bibcode : 2019PNAS..116.8070V . doi : 10.1073 / pnas.1818259116 . PMC 6475421. PMID 30936302 .
- 1 2 زيمر سي (15 مايو 2019). "علماء يصنعون بكتيريا بجينوم اصطناعي. هل هذه حياة اصطناعية؟ - في إنجاز بارز لعلم الأحياء التركيبي، تزدهر مستعمرات من بكتيريا الإشريكية القولونية بحمض نووي مُصنّع من الصفر بواسطة البشر، وليس من الطبيعة" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 16 مايو 2019 .
- 1 2 فريدنز ج، وانغ ك، دي لا توري د، فونك إل إف، روبرتسون دبليو إي، كريستوفا واي، وآخرون . (مايو 2019). "التخليق الكامل لبكتيريا الإشريكية القولونية ذات الجينوم المُعاد ترميزه" . نيتشر . 569 ( 7757): 514-518 . Bibcode : 2019Natur.569..514F . doi : 10.1038/s41586-019-1192-5 . PMC 7039709. PMID 31092918 .
- ↑ سوكول ج (3 أبريل 2020). "تعرّف على زينوبوتس: مخلوقات افتراضية دُبّت فيها الحياة" . صحيفة نيويورك تايمز .
- ↑ دار نشر جائزة نوبل 2024 انظر
- ↑ جامبر، جون؛ وآخرون (2021). "تنبؤ دقيق للغاية ببنية البروتين باستخدام AlphaFold" . Nature . 596 (7873): 583–589 . Bibcode : 2021Natur.596..583J . doi : 10.1038/ s41586-021-03819-2 . PMC 8371605. PMID 34265844 .
- ↑ كريغمان إس، بلاكيستون دي، ليفين إم، بونغارد جيه (ديسمبر 2021). "التكاثر الذاتي الحركي في الكائنات الحية القابلة لإعادة التشكيل" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 118 (49) e2112672118. Bibcode : 2021PNAS..11812672K . doi : 10.1073/pnas.2112672118 . PMC 8670470. PMID 34845026 .
- ↑ فايفر، بلين أ.؛ بيتيلشيز، ماري؛ هيل، أندرو؛ باسيت، جاستن؛ جونز، تشارلز هـ. (30 نوفمبر 2023). "تسخير البيولوجيا التركيبية للنهوض بالعلاجات القائمة على الحمض النووي الريبي وتصميم اللقاحات" . مجلة npj لأنظمة البيولوجيا وتطبيقاتها . 9 (1): 60. doi : 10.1038/s41540-023-00323-3 . PMC 10689799. PMID 38036580 .
- ↑ زينغ ج. "حول مفهوم الهندسة الحيوية للأنظمة". التواصل بشأن الحيوانات المعدلة وراثيًا، يونيو 1994، الأكاديمية الصينية للعلوم، جمهورية الصين الشعبية . 6 .
- ↑ تشوبرا ب، كاما أ. "هندسة الحياة من خلال البيولوجيا التركيبية". في البيولوجيا الحاسوبية . 6 .
- ↑ فلوريس بوسو واي، تانجني إم (مايو 2017). "البيولوجيا التركيبية في صدارة الاقتصاد الحيوي". اتجاهات في التكنولوجيا الحيوية . 35 (5): 373-378 . doi : 10.1016/j.tibtech.2017.02.002 . PMID 28249675 .
- ↑ هانتر د (أكتوبر 2013). "كيفية الاعتراض على التقنيات الجديدة جذريًا على أساس العدالة: حالة البيولوجيا التركيبية". الأخلاقيات الحيوية . 27 (8): 426-434 . doi : 10.1111/bioe.12049 . PMID 24010854. S2CID 23895514 .
- ↑ غوتمان أ (2011). " أخلاقيات البيولوجيا التركيبية: مبادئ توجيهية للتقنيات الناشئة". تقرير مركز هاستينغز . 41 (4): 17-22 . doi : 10.1002/j.1552-146x.2011.tb00118.x . PMID 21845917. S2CID 20662786 .
- ↑ شانون ك، بروملي إي إتش، وولفسون دي إن (أغسطس 2008). "علم الأحياء التركيبي من خلال تصميم وهندسة الجزيئات الحيوية". الرأي الحالي في علم الأحياء الهيكلي . 18 (4): 491-498 . doi : 10.1016/j.sbi.2008.06.006 . PMID 18644449 .
- ^ Duran-Nebreda S، Pla J، Vidiella B، Piñero J، Conde-Pueyo N، Solé R (فبراير 2021). "التثبيط الجانبي الاصطناعي في النمط الدوري لتكوين المستعمرات الميكروبية" . ACS البيولوجيا الاصطناعية . 10 (2): 277-285 . دوى : 10.1021/acssynbio.0c00318 . بمك 8486170 . بميد 33449631 . S2CID 231624252 .
- ↑ فان وارمردام، ت. (25 ديسمبر 2021). "استكشاف التطورات في مجال التكنولوجيا الحيوية في الإنتاج البيولوجي الخارجي للجزيئات الصغيرة الصناعية والمستحضرات الصيدلانية" . YourBioHelper.com . مؤرشف من الأصل في 29 ديسمبر 2021.
- ↑ ستون م (2006). "إعادة تصميم الحياة لتناسب مجتمع المهندسين" (ملف PDF) . ميكروب . 1 (12): 566-570 . S2CID 7171812. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 12 يونيو 2018.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ديبلاز ، آنا (مايو 2009). " تجميع الأحجية: عرضٌ لعلم الأحياء التركيبي" . تقارير EMBO . 10 (5): 428-432 . doi : 10.1038/embor.2009.76 . ISSN 1469-221X . PMC 2680885. PMID 19415076 .
- ↑ غو، هاوتيان؛ رايان، جوزيف سي؛ سونغ، شياوهو؛ ماليت، أديلين؛ تشانغ، مينغمينغ؛ بابست، فيكتور؛ ديكرول، أنطوان إل؛ إيسمونت، بولينا؛ وينترموت، إدوين إتش؛ ليندنر، أرييل بي. (29 سبتمبر 2022). "الهندسة المكانية لبكتيريا الإشريكية القولونية باستخدام الحمض النووي الريبي القابل للعنونة والمفصول طوريًا" . مجلة Cell . 185 (20): 3823–3837.e23. doi : 10.1016/j.cell.2022.09.016 . ISSN 0092-8674 . PMID 36179672 .
- ↑ بارنز، ناتالي ج. (8 نوفمبر 2022). "هياكل شبيهة بالعضيات في البكتيريا لعلم الأحياء التركيبي" . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 40 (11): 1574. doi : 10.1038/s41587-022-01569-8 . ISSN 1546-1696 . PMID 36347988 .
- ↑ غو، هاوتيان؛ تشين، جيونغلين (21 مايو 2024). "العضيات الاصطناعية تُمكّن من تنقية البروتين في عملية واحدة". bioRxiv 10.1101/2024.05.17.594729 .
- 1 2 3 4 5 6 أسيفيدو-روشا، كارلوس ج. (2016)، "الطبيعة التركيبية لعلم الأحياء"، في هاجن، كريستين؛ إنجلهارد، مارغريت؛ توبفر، جورج (محررون)، ازدواجية خلق الحياة: الأبعاد المجتمعية والفلسفية لعلم الأحياء التركيبي ، أخلاقيات تقييم العلوم والتكنولوجيا، المجلد 45، تشام: دار نشر سبرينغر الدولية، الصفحات 9-53 ، doi : 10.1007/978-3-319-21088-9_2 ، ISBN 978-3-319-21088-9PMC 7123144
- ↑ بينر إس إيه، سيسمور إيه إم (يوليو 2005). " علم الأحياء التركيبي" . مراجعات الطبيعة. علم الوراثة . 6 (7): 533-543 . doi : 10.1038/nrg1637 . PMC 7097405. PMID 15995697 .
- ↑ شفيل، بيترا (2 سبتمبر 2011). "علم الأحياء التركيبي من الأسفل إلى الأعلى: الهندسة في عالم المُخترعين" . مجلة ساينس . 333 (6047): 1252-1254 . رمز Bibcode : 2011Sci...333.1252S . doi : 10.1126/science.1211701 . ISSN 0036-8075 . PMID 21885774. S2CID 43354332 .
- ↑ شويل، ب. (سبتمبر 2011). "علم الأحياء التركيبي من الأسفل إلى الأعلى: الهندسة في عالم المُخترعين". مجلة ساينس . 333 (6047): 1252-1254 . رمز Bibcode : 2011Sci...333.1252S . doi : 10.1126/science.1211701 . PMID: 21885774. S2CID : 43354332 .
- ↑ جيافيري، سيمون؛ بوهرا، نيتين؛ ديل، كريستوف؛ يانغ، هاو يوان؛ بالينجر، مارتين؛ باتشيا، نيكول؛ غلاتر، تيمو؛ إرب، توبياس ج. (12 يوليو 2024). "الترجمة والتمثيل الغذائي المتكاملان في شبكة كيميائية حيوية ذاتية التخليق جزئيًا" . مجلة ساينس . 385 (6705): 174-178 . Bibcode : 2024Sci...385..174G . doi : 10.1126/science.adn3856 . PMID 38991083 .
- ↑ بيكر د، تشيرش ج، كولينز ج، إندي د، جاكوبسون ج، كيسلينج ج، وآخرون . (يونيو 2006). "هندسة الحياة: بناء مصنع لعلم الأحياء". مجلة ساينتفك أمريكان . 294 (6): 44-51 . Bibcode : 2006SciAm.294f..44B . doi : 10.1038/scientificamerican0606-44 . PMID 16711359 .
- ↑ هيوز، ر. أ.، وإلينغتون، أ. د. (يناير 2017). "تخليق وتجميع الحمض النووي الاصطناعي: إضفاء الطابع الاصطناعي على البيولوجيا التركيبية" . مجلة كولد سبرينغ هاربور لوجهات نظر في علم الأحياء . 9 (1) a023812. doi : 10.1101 /cshperspect.a023812 . PMC 5204324. PMID 28049645 .
- ↑ كوسوري إس، تشيرش جي إم (مايو 2014). "تخليق الحمض النووي من الصفر على نطاق واسع: التقنيات والتطبيقات" . نيتشر ميثودز . 11 (5): 499-507 . Bibcode : 2014NatCB..11..499K . doi : 10.1038/ nmeth.2918 . PMC 7098426. PMID 24781323 .
- ↑ بلايت كيه جيه، كوليكالوف إيه إيه، رايس سي إم (ديسمبر 2000). "بدء فعال لتضاعف الحمض النووي الريبي لفيروس التهاب الكبد الوبائي سي في مزارع الخلايا". مجلة ساينس . 290 (5498): 1972-1974 . رمز Bibcode : 2000Sci...290.1972B . doi : 10.1126/science.290.5498.1972 . PMID 11110665 .
- ↑ كوزين ج (يوليو 2002). "علم الفيروسات. فيروس شلل الأطفال النشط مُحضّر من الصفر". مجلة ساينس . 297 (5579): 174-175 . doi : 10.1126/science.297.5579.174b . PMID 12114601. S2CID 83531627 .
- ↑ سميث، إتش أو، هاتشيسون، سي إيه، بفانكوش، سي، فينتر، جيه سي (ديسمبر 2003). "توليد جينوم اصطناعي عن طريق تجميع الجينوم الكامل: عاثية البكتيريا phiX174 من قليل النوكليوتيدات الاصطناعية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 100 (26): 15440-15445 . Bibcode : 2003PNAS..10015440S . doi : 10.1073/pnas.2237126100 . PMC 307586. PMID 14657399 .
- ↑ ويد ن (29 يونيو 2007). "علماء يزرعون جينوم البكتيريا" . صحيفة نيويورك تايمز . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0362-4331 . تاريخ الاسترجاع: 28 ديسمبر 2007 .
- ↑ جيبسون دي جي، بيندرز جي إيه، أندروز-فانكوش سي، دينيسوفا إي إيه، بادن-تيلسون إتش، زافيري جيه، ستوكويل تي بي، براونلي إيه، توماس دي دبليو، ألجير إم إيه، ميريمان سي، يونغ إل، نوسكوف في إن، جلاس جي آي، فينتر جي سي، هاتشيسون سي إيه، سميث إتش أو (فبراير 2008). "التخليق الكيميائي الكامل، والتجميع، والاستنساخ لجينوم الميكوبلازما التناسلية". مجلة ساينس . 319 (5867): 1215-1220 . رمز Bibcode : 2008Sci...319.1215G . doi : 10.1126/science.1151721 . PMID 18218864. S2CID 8190996 .
- ↑ بول، ب. (2016). "من صنع الإنسان: تاريخ الحياة الاصطناعية" . التقطير . 2 (1): 15-23 . تم الاسترجاع في 22 مارس 2018 .
- ↑ بولاك أ (12 سبتمبر 2007). "كيف ترى جيناتك؟ شركات تصنيع الجينوم الحيوي تتلقى الطلبات" . صحيفة نيويورك تايمز . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0362-4331 . تاريخ الاسترجاع: 28 ديسمبر 2007 .
- ↑ "مشاريع البيولوجيا التركيبية" . arep.med.harvard.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 فبراير 2018 .
- ↑ فورستر إيه سي، تشيرش جي إم (22 أغسطس 2006). " نحو تركيب خلية بسيطة" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 2 (1) 45. doi : 10.1038/msb4100090 . PMC 1681520. PMID 16924266 .
- 1 2 باسولتو د (4 نوفمبر 2015). "كل ما تحتاج لمعرفته حول سبب كون تقنية كريسبر تقنية رائجة للغاية" . صحيفة واشنطن بوست . تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2015 .
- ↑ كان جيه (9 نوفمبر 2015). "معضلة كريسبر" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2015 .
- ↑ ليدفورد، هـ. (3 يونيو 2015). "تقنية كريسبر، المُعطِّل" . مجلة نيتشر . 522 (7554): 20-24 . رمز Bibcode : 2015Natur.522...20L . doi : 10.1038/522020a . PMID 26040877 .
- ↑ هيغينبوثام، إس. (4 ديسمبر 2015). "مستثمر رأس مال مخاطر كبير يقول إن تعديل الجينات أكثر خطورة من الذكاء الاصطناعي" . مجلة فورتشن . تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2015 .
- ↑ رولي وآخرون (2012). "تصميم الأنظمة البيولوجية: هندسة الأنظمة تلتقي بالبيولوجيا التركيبية". مجلة علوم الهندسة الكيميائية . 69 (1): 1-29 . Bibcode : 2012ChEnS..69....1R . doi : 10.1016/j.ces.2011.10.068 .
- 1 2 3 4 5 6 خليل، أحمد س.؛ كولينز، جيمس ج. (مايو 2010). "علم الأحياء التركيبي: تطبيقاته تبلغ مرحلة النضج" . مجلة نيتشر ريفيوز. علم الوراثة . 11 (5): 367-379 . doi : 10.1038/nrg2775 . ISSN 1471-0056 . PMC 2896386. PMID 20395970. S2CID 2926016 .
- 1 2 فريمونت، بي إس، وكيتني، تي آي (2012). البيولوجيا التركيبية - مدخل تمهيدي . وورلد ساينتيفيك. doi : 10.1142/p837 . ISBN 978-1-84816-863-3.
- 1 2 رايت، بي دبليو، مولوي، إم بي، ياشكه، بي آر (مارس 2022). "الجينات المتداخلة في الجينومات الطبيعية والمهندسة" . مراجعات الطبيعة. علم الوراثة . 23 (3): 154-168 . doi : 10.1038/s41576-021-00417-w . PMC 8490965. PMID 34611352 .
- 1 2 تشان إل واي، كوسوري إس ، إندي دي (2005). "إعادة هيكلة العاثية T7" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 1 2005.0018. doi : 10.1038/msb4100025 . PMC 1681472. PMID 16729053 .
- ↑ تيمي ك، تشاو د، فويغت سي أ (مايو 2012). "إعادة هيكلة مجموعة جينات تثبيت النيتروجين من كليبسيلا أوكسيتوكا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 109 (18): 7085-7090 . Bibcode : 2012PNAS..109.7085T . doi : 10.1073/pnas.1120788109 . PMC 3345007. PMID 22509035 .
- ↑ سونغ م، سوكوفيتش دي جيه، سيكاريلي إل، ماير جيه، فرنانديز-رودريغيز جيه، ميرسكي إي إيه، وآخرون . (مايو 2017). "التحكم في إفراز البروتين من النوع الثالث باستخدام نظام جيني بسيط" . نيتشر كوميونيكيشنز . 8 (1) 14737. Bibcode : 2017NatCo...814737S . doi : 10.1038/ncomms14737 . PMC 5436071. PMID 28485369 .
- ↑ Jaschke PR, Lieberman EK, Rodriguez J, Sierra A, Endy D (ديسمبر 2012). "تجميع جينوم اصطناعي كامل غير مضغوط لفيروس بكتيريا øX174 وحفظه في الخميرة" . علم الفيروسات . 434 (2): 278-284 . doi : 10.1016/j.virol.2012.09.020 . PMID 23079106 .
- ↑ وولفسون دي إن، بارتليت جي جي، برونينغ إم، طومسون إيه آر (أغسطس 2012). "عملة جديدة للحبال القديمة: من تجميعات اللفائف الحلزونية إلى البراميل الحلزونية ألفا". الرأي الحالي في علم الأحياء الهيكلي . 22 (4): 432-441 . doi : 10.1016/j.sbi.2012.03.002 . PMID 22445228 .
- ↑ ديوبر جيه إي، وو جي سي، مالميرتشيجيني جي آر، مون تي إس، بيتزولد سي جيه، أولال إيه في، براذر كيه إل، كيسلينج جيه دي (أغسطس 2009). "توفر هياكل البروتين الاصطناعية تحكمًا معياريًا في التدفق الأيضي". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 27 (8): 753-759 . doi : 10.1038/nbt.1557 . PMID 19648908. S2CID 2756476 .
- ↑ ريدينغتون إس سي، هاوارث إم (ديسمبر 2015). "أسرار التفاعل التساهمي للمواد الحيوية والتكنولوجيا الحيوية: SpyTag وSpyCatcher" . الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 29 : 94-99 . Bibcode : 2015COCB...29...94R . doi : 10.1016/j.cbpa.2015.10.002 . PMID 26517567 .
- ↑ بايل جيه إتش، غريملي جيه إس، ستانكوناس كيه، جيستويكي جيه إي، واندليس تي جيه، كرابتري جي آر (يناير 2006). "نظائر الراباميسين ذات الخصوصية الارتباطية التفاضلية تسمح بالتحكم المتعامد في نشاط البروتين" . الكيمياء والبيولوجيا . 13 (1): 99-107 . doi : 10.1016/j.chembiol.2005.10.017 . PMID 16426976 .
- ↑ ألتزيلر إي، فينتورا أ، كولمان-ليرنر أ، تشيرنوموريتز أ (أكتوبر 2014). "تأثير القيود السابقة واللاحقة على الحساسية الفائقة لوحدة الإشارة" . علم الأحياء الفيزيائي . 11 (6) 066003. Bibcode : 2014PhBio..11f6003A . doi : 10.1088/1478-3975/11/6/066003 . PMC 4233326. PMID 25313165 .
- ↑ ألتزيلر إي، فينتورا إيه سي، كولمان-ليرنر إيه، تشيرنوموريتز إيه (2017). "إعادة النظر في الحساسية الفائقة في مسارات الإشارات: ربط تقديرات الحساسية الفائقة المحلية والعالمية" . PLOS ONE . 12 (6) e0180083. arXiv : 1608.08007 . Bibcode : 2017PLoSO..1280083A . doi : 10.1371/journal.pone.0180083 . PMC 5491127. PMID 28662096 .
- ^ كاربونيل-باليستيرو إم، دوران-نيبريدا إس، مونتانيز آر، سوليه آر، ماسيا جيه، رودريغيز-كاسو سي (ديسمبر 2014). "توصيف من أسفل إلى أعلى لوظائف النقل لتصميمات البيولوجيا التركيبية: دروس من علم الإنزيمات" . أبحاث الأحماض النووية . 42 (22): 14060–14069 . دوى : 10.1093/nar/gku964 . بمك 4267673 . بميد 25404136 .
- 1 2 كازنيسيس، يانيس ن . (نوفمبر 2007). "نماذج للبيولوجيا التركيبية" . بي إم سي بيولوجيا الأنظمة . 1 (1) 47. doi : 10.1186/1752-0509-1-47 . ISSN 1752-0509 . PMC 2194732. PMID 17986347 .
- ↑ إيلاني، ي. (يونيو 2016). "بناء خلايا اصطناعية محاطة بغشاء باستخدام تقنية الموائع الدقيقة: أفق جديد في البيولوجيا التركيبية من الأسفل إلى الأعلى" . معاملات الجمعية الكيميائية الحيوية . 44 (3): 723-730 . doi : 10.1042/BST20160052 . PMC 4900754. PMID 27284034 .
- ↑ غاتش، بي سي، إيواي، كيه، كيم، بي دبليو، هيلسون، إن جيه، سينغ، إيه كيه (أكتوبر 2017). " تقنية الموائع الدقيقة للقطرات في البيولوجيا التركيبية" ( ملف PDF) . مختبر على رقاقة . 17 (20): 3388-3400 . doi : 10.1039/C7LC00576H . OSTI 1421856. PMID 28820204. S2CID 206094816 .
- ↑ فينوسيلفي ب، بارك س، كيم م، بارك ج م، كيم ت، لي س ك (3 يونيو 2011). " تقنيات الموائع الدقيقة في البيولوجيا التركيبية" . المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 12 (6): 3576-93 . doi : 10.3390/ijms12063576 . PMC 3131579. PMID 21747695 .
- 1 2 خليل، أ.س.، لو، ت.ك.، باشور، س.ج.، راميريز، س.ل.، باينسون، ن.س.، جونغ، ج.ك.، كولينز، ج.ج. (أغسطس 2012). " إطار بيولوجيا تركيبية لبرمجة وظائف النسخ في حقيقيات النوى" . الخلية . 150 (3): 647-58 . doi : 10.1016/j.cell.2012.05.045 . PMC 3653585. PMID 22863014 .
- ↑ دي ألميدا، بي. إي.، فان رابارد، جيه. آر.، وو، جيه. سي. (سبتمبر 2011). " التألق البيولوجي في الجسم الحي لتتبع مصير الخلية ووظيفتها" . المجلة الأمريكية لعلم وظائف الأعضاء. القلب والدورة الدموية . 301 (3): H663–71. doi : 10.1152/ajpheart.00337.2011 . PMC 3191083. PMID 21666118 .
- ↑ كلوز دي إم، شو تي، سايلر جي إس، ريب إس (2011). "التصوير الحيوي المتألق (BLI): التصوير غير الجراحي واستكشاف العمليات البيولوجية في الحيوانات الحية" . مجلة الحساسات . 11 (1): 180-206 . doi : 10.3390/s110100180 . PMC 3274065. PMID 22346573 .
- ↑ جيبس دبليو دبليو (1997). "مخلوقات على رقاقة" . مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاطلاع عليه في 2 مارس 2009 .
- ↑ بلكين إس، ياجور كرول إس، كابيسا واي، كوروما الخامس، سيبتون تي، أناتي واي، وآخرون . (أبريل 2017). “الكشف عن بعد عن الألغام الأرضية المدفونة باستخدام جهاز الاستشعار البكتيري”. التكنولوجيا الحيوية الطبيعية . 35 (4): 308-310 . دوى : 10.1038/nbt.3791 . بميد 28398330 . S2CID 3645230 .
- ↑ دانينو تي، بريندل إيه، كوونغ جي إيه، سكالاك إم، لي إتش، ألين كيه، هاستي جيه، بهاتيا إس إن (مايو 2015). "البروبيوتيك القابل للبرمجة للكشف عن السرطان في البول" . مجلة ساينس ترانسليشنال ميديسين . 7 (289): 289ra84. doi : 10.1126/scitranslmed.aaa3519 . PMC 4511399. PMID 26019220 .
- ↑ "أقنعة وجه يمكنها تشخيص كوفيد-19" . medicalxpress.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يوليو 2021 .
- ↑ نغوين بي كيو، سوينكسن إل آر، دونغيا إن إم، أنجينينت-ماري إن إم، دي بويغ إتش، هوانغ أ، وآخرون . (نوفمبر 2021). "مواد يمكن ارتداؤها مع أجهزة استشعار بيولوجية تركيبية مدمجة للكشف عن الجزيئات الحيوية" . التكنولوجيا الحيوية الطبيعية . 39 (11): 1366– 1374. بيب كود : 2021NatBi..39.1366N . دوى : 10.1038/s41587-021-00950-3 . اتش دي ال : 1721.1/131278 . بميد 34183860 . S2CID 235673261 .
- ↑ "نظرة فاحصة على الزراعة الخلوية والعمليات التي تحددها - أخبار ممولي الزراعة" . AFN . 5 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه في 5 أغسطس 2016 .
- ↑ ميندلي-زامبو، زوفيا؛ باول، ليزا جوردان؛ نيومان، لينور ل. (20 أكتوبر 2021). "منتجات الألبان 3.0: الزراعة الخلوية ومستقبل الحليب" . الغذاء والثقافة والمجتمع . 24 (5): 675-693 . doi : 10.1080/15528014.2021.1888411 .
- ↑ كوون، هيوك تشول؛ جونغ، هيون سو؛ كوثوري، فاهينيكا؛ هان، سونغ غو (8 يونيو 2024). "الوضع الراهن والتحديات التي تواجه تقنية إنتاج الحليب من الخلايا: مراجعة منهجية" . مجلة علوم وتكنولوجيا الحيوان . 15 (1) 81. doi : 10.1186/s40104-024-01039-y . PMC 11161985 .
- ↑ ليليس، كاريني أباريسيدا؛ ألفاريس، تياجو دا سيلفيرا؛ كونتي جونيور، كارلوس آدم (20 نوفمبر 2025). "هل يمكن أن يكون الحليب المُنتَج مخبريًا اتجاهًا جديدًا في صناعة الألبان؟". مراجعات نقدية في علوم وتغذية الأغذية . 65 (31): 7458-7467 . doi : 10.1080/10408398.2025.2471013 .
- ↑ توريل، كلير (2024). "عسل بدون نحل". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية (أخبار). 42 826. doi : 10.1038/s41587-024-02279-z .
- ↑ فريزر، إيفان دي جي؛ نيومان، لينور؛ يادا، ريكي واي؛ كابلان، ديفيد إل. (2024). "أسس الزراعة الخلوية: العلم والتكنولوجيا والاستدامة والمجتمع". في: فريزر، إيفان دي جي؛ نيومان، لينور؛ يادا، ريكي واي؛ كابلان، ديفيد إل. (محررون). الزراعة الخلوية: التكنولوجيا والمجتمع والاستدامة والعلم . الصفحات 3-10 . doi : 10.1016/B978-0-443-18767-4.00010-X . ISBN 978-0-443-18767-4.
- ↑ براينت، كريستوفر جيه (3 أغسطس 2020). " الزراعة، واللحوم، واللحوم المستنبتة" . مجلة علوم الحيوان . 98 (8) skaa172. doi : 10.1093/jas/skaa172 . ISSN 0021-8812 . PMC 7398566. PMID 32745186 .
- ↑ هونغ، تاي كيونغ؛ شين، دونغ مين؛ تشوي، جون هيوك؛ دو، جيونغ تاي؛ هان، سونغ غو (مايو 2021). " القضايا الراهنة والتطورات التقنية في إنتاج اللحوم المستنبتة: مراجعة" . علوم الأغذية والموارد الحيوانية . 41 (3): 355-372 . doi : 10.5851/kosfa.2021.e14 . ISSN 2636-0772 . PMC 8112310. PMID 34017947 .
- ↑ تريش، نيكولاس (1 مايو 2021). "اللحوم المستنبتة: وعود وتحديات" . اقتصاديات البيئة والموارد . 79 (1): 33-61 . Bibcode : 2021EnREc..79...33T . doi : 10.1007/ s10640-021-00551-3 . ISSN 1573-1502 . PMC 7977488. PMID 33758465 .
- ↑ ماتيك، سي إس (يناير 2018). "الزراعة الخلوية: الثورة القادمة في إنتاج الغذاء". نشرة علماء الذرة . 74 (1): 32-35 . Bibcode : 2018BuAtS..74a..32M . doi : 10.1080/00963402.2017.1413059 . S2CID 149404346 .
- ↑ «علماء يابانيون ينتجون أول لحم واغيو رخامي مطبوع بتقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد» . نيو أطلس . 25 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 سبتمبر 2021 .
- ↑ كانغ دي إتش، لويس إف، ليو إتش، شيمودا إتش، نيشياما واي، نوزاوا إتش، وآخرون . (أغسطس 2021). "نسيج مُهندس يُشبه اللحم المقطّع بالكامل عن طريق تجميع ألياف الخلايا باستخدام الطباعة الحيوية المتكاملة مع هلام الأوتار" . نيتشر كوميونيكيشنز . 12 (1) 5059. Bibcode : 2021NatCo..12.5059K . doi : 10.1038/ s41467-021-25236-9 . PMC 8385070. PMID 34429413 .
- ↑ لافارس ن (20 سبتمبر 2021). "القهوة المزروعة مخبرياً تغني عن حبوب البن وإزالة الغابات" . نيو أطلس . تم الاطلاع عليه في 18 أكتوبر 2021 .
- ↑ «القهوة الصديقة للبيئة والمُصنّعة مخبرياً في طريقها إلينا، ولكن لها شروطها» . صحيفة الغارديان . ١٦ أكتوبر ٢٠٢١. تاريخ الاطلاع: ٢٦ أكتوبر ٢٠٢١ .
- ↑ "قهوة مستدامة تُزرع في فنلندا" . أخبار VTT . 15 سبتمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2021 .
- ↑ "زراعة الغذاء بالهواء والطاقة الشمسية: أكثر كفاءة من زراعة المحاصيل" . phys.org . تم الاطلاع عليه في 11 يوليو 2021 .
- ↑ ليجيه د، ماتاسا س، نور إ، شيبون أ، ميلو ر، بار-إيفن أ (يونيو 2021). "إنتاج البروتين الميكروبي باستخدام الطاقة الكهروضوئية يمكن أن يستخدم الأرض وضوء الشمس بكفاءة أكبر من المحاصيل التقليدية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 118 (26) e2015025118. Bibcode : 2021PNAS..11815025L . doi : 10.1073 / pnas.2015025118 . PMC 8255800. PMID 34155098. S2CID 235595143 .
- ↑ "أول عملية تصنيع اصطناعي للنشا من ثاني أكسيد الكربون في العالم تتفوق على الطبيعة" . نيو أطلس . 28 سبتمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2021 .
- ↑ كاي تي، صن إتش، تشياو جيه، تشو إل، تشانغ إف، تشانغ جيه، وآخرون . (سبتمبر 2021). " تخليق النشا الكيميائي الإنزيمي الخالي من الخلايا من ثاني أكسيد الكربون" . مجلة ساينس . 373 (6562): 1523-1527 . Bibcode : 2021Sci...373.1523C . doi : 10.1126/science.abh4049 . PMID 34554807. S2CID 237615280 .
- ↑ "خيوط العنكبوت التي تصنعها البكتيريا الضوئية" . phys.org . مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 16 أغسطس 2020 .
- ↑ فونغ سي بي، هيغوتشي-تاكيوتشي إم، مالاي إيه دي، أوكتافياني إن إيه، ثاغون سي، نوماتا كيه (يوليو 2020). " مصنع خلايا ميكروبية بحرية ضوئية كمنصة لإنتاج حرير العنكبوت" . مجلة كوميونيكيشنز بيولوجي . 3 (1) 357. سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا إل إل سي. doi : 10.1038/s42003-020-1099-6 . PMC 7343832. PMID 32641733 .
- ↑ سينغ ، ف. (ديسمبر 2014). "التطورات والفرص الحديثة في هندسة البوابات المنطقية الاصطناعية في الخلايا الحية" . علم الأحياء النظمي والاصطناعي . 8 (4): 271-282 . doi : 10.1007/s11693-014-9154-6 . PMC 4571725. PMID 26396651 .
- ↑ بورسل، أو.، ولو ، ت. ك. (أكتوبر 2014). "دوائر تناظرية ورقمية اصطناعية للحوسبة الخلوية والذاكرة" . الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . هندسة الخلايا والمسارات. 29 : 146-155 . doi : 10.1016/j.copbio.2014.04.009 . PMC 4237220. PMID 24794536 .
- ↑ دانيال ر، روبنز جيه آر، ساربشكار ر، لو تي كيه (مايو 2013). "الحوسبة التناظرية الاصطناعية في الخلايا الحية". نيتشر . 497 ( 7451): 619-23 . Bibcode : 2013Natur.497..619D . doi : 10.1038/nature12148 . PMID 23676681. S2CID 4358570 .
- ↑ رينودو ك، بليريس ل، مادامسيتي ر، سوبرامانيان س، فايس ر، بيننسون ي (يوليو 2007). "مُقيِّم منطقي عالمي قائم على تقنية تداخل الحمض النووي الريبوزي (RNAi) يعمل في خلايا الثدييات". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 25 (7): 795-801 . doi : 10.1038/nbt1307 . PMID 17515909. S2CID 280451 .
- ↑ Xie Z, Wroblewska L, Prochazka L, Weiss R, Benenson Y (سبتمبر 2011). "دائرة منطقية متعددة المدخلات تعتمد على تقنية تداخل الحمض النووي الريبوزي لتحديد خلايا سرطانية محددة" . مجلة ساينس . 333 (6047): 1307-1311 . Bibcode : 2011Sci...333.1307X . doi : 10.1126/science.1205527 . PMID 21885784. S2CID 13743291 .
- 1 2 نيلسن إيه إيه، دير بي إس، شين جيه، فايدياناثان بي، بارالانوف في، ستريشالسكي إي إيه، روس دي، دينسمور دي، فويغت سي إيه (أبريل 2016). "أتمتة تصميم الدوائر الجينية" . مجلة ساينس . 352 (6281) aac7341. doi : 10.1126/science.aac7341 . PMID 27034378 .
- ↑ واينبرغ، ب. هـ.، فام، ن. ت.، كارابالو، ل. د.، لوزانوسكي، ت.، إنجل، أ.، بهاتيا، س.، وونغ، و. و. (مايو 2017). "تصميم واسع النطاق لدوائر جينية قوية ذات مدخلات ومخرجات متعددة للخلايا الثديية" . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 35 (5): 453-462 . doi : 10.1038/nbt.3805 . PMC 5423837. PMID 28346402 .
- ↑ بادي أ، كوخ م، فويفوديتش ب ل، سودييه ب، بونيه ج، كوشواها م، فولون ج ل (أغسطس 2019). "البيرسيبترونات الأيضية للحوسبة العصبية في الأنظمة البيولوجية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1) 3880. Bibcode : 2019NatCo..10.3880P . doi : 10.1038/ s41467-019-11889-0 . PMC 6713752. PMID 31462649 .
- ↑ ويستفال بي جيه، بيترا دي جيه، لينهان جيه آر، إنج دي، وولارد إف إكس، ريجينتين آر، هورنينج تي، تسورتا إتش، ميليس دي جيه، أوينز إيه، فيكس إس، ديولا دي، بنجامين كيه آر، كيسلينج جيه دي، ليفيل إم دي، ماكفي دي جيه، رينينجر إن إس، نيومان جيه دي، بادون سي جيه (يناير 2012). "إنتاج الأمورفادين في الخميرة، وتحويله إلى حمض ثنائي هيدروأرتيميسينيك، وهو طليعة دواء الأرتيميسينين المضاد للملاريا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 109 (3): E111–8. Bibcode : 2012PNAS..109E.111W . doi : 10.1073/pnas.1110740109 . PMC 3271868 . PMID 22247290 .
- ↑ كونور س (28 مارس 2014). "وجدناها! علماء يكشفون عن قفزة عملاقة نحو الحياة الاصطناعية" . صحيفة الإندبندنت . مؤرشف من الأصل في 26 مايو 2022. تم الاطلاع عليه في 6 أغسطس 2015 .
- ↑ نغوين بي كيو، بوتيانسكي زد، تاي بي كيه، جوشي إن إس (سبتمبر 2014). "مواد حيوية قابلة للبرمجة مصنوعة من ألياف نانوية كيرلي مُهندسة" . نيتشر كوميونيكيشنز . 5 4945. Bibcode : 2014NatCo...5.4945N . doi : 10.1038/ncomms5945 . PMID 25229329 .
- ↑ كولمان ب، دانتاس ج، إيريتون ج.س، فاراني ج، ستودارد ب.ل، بيكر د (نوفمبر 2003). "تصميم طية بروتينية كروية جديدة بدقة على المستوى الذري" . مجلة ساينس . 302 (5649): 1364-1368 . رمز Bibcode : 2003Sci...302.1364K . doi : 10.1126/science.1089427 . PMID 14631033. S2CID 1939390 .
- ↑ كودر آر إل، أندرسون جيه إل، سولومون إل إيه، ريدي كيه إس، موزر سي سي، داتون بي إل (مارس 2009). " تصميم وهندسة بروتين ناقل للأكسجين" . نيتشر . 458 (7236): 305-309 . Bibcode : 2009Natur.458..305K . doi : 10.1038/nature07841 . PMC 3539743. PMID 19295603 .
- ↑ فريد تا، كودالي جي، سولومون لا، ليختنشتاين بي آر، شيهان إم إم، فراي با، وآخرون . (ديسمبر 2013). "تصميم بروتين رباعي حلزوني أولي لوظائف الأكسدة المتنوعة" . الطبيعة والبيولوجيا الكيميائية . 9 (12): 826-833 . دوى : 10.1038/nchembio.1362 . بمك 4034760 . بميد 24121554 .
- ↑ وانغ إم إس، هيشت إم إتش (سبتمبر 2020). " إنزيم ATPase مُصمم بالكامل من الصفر باستخدام تصميم البروتين التوافقي". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 142 (36): 15230-15234 . Bibcode : 2020JAChS.14215230W . doi : 10.1021/jacs.0c02954 . PMID 32833456. S2CID 221308093 .
- ↑ Armbruster BN, Li X, Pausch MH, Herlitze S, Roth BL (مارس 2007). "تطوير القفل ليناسب المفتاح لإنشاء عائلة من مستقبلات البروتين G المقترنة التي يتم تنشيطها بقوة بواسطة ربيطة خاملة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 104 (12): 5163-5168 . Bibcode : 2007PNAS..104.5163A . doi : 10.1073 /pnas.0700293104 . PMC 1829280. PMID 17360345 .
- ↑ ماك دبليو إس، تران إس، مارشيسكي آر، بيرتولاني إس، طومسون جيه، بيكر دي، وآخرون . (نوفمبر 2015). "التنقيب الجينومي التكاملي لوظيفة الإنزيم لتمكين هندسة مسار حيوي غير طبيعي" . نيتشر كوميونيكيشنز . 6 10005. Bibcode : 2015NatCo...610005M . doi : 10.1038/ncomms10005 . PMC 4673503. PMID 26598135 .
- ↑ وانغ كيو، باريش إيه آر، وانغ إل (مارس 2009). " توسيع الشفرة الوراثية للدراسات البيولوجية" . الكيمياء والبيولوجيا . 16 (3): 323-336 . doi : 10.1016/j.chembiol.2009.03.001 . PMC 2696486. PMID 19318213 .
- ↑ ديفيدسون إيه آر، لومب كيه جيه، ساور آر تي (أكتوبر 1995). "البروتينات المطوية بشكل تعاوني في مكتبات التسلسل العشوائي". مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية . 2 (10): 856-864 . doi : 10.1038/nsb1095-856 . PMID 7552709. S2CID 31781262 .
- ↑ كامتيكار إس، شيفر جيه إم، شيونغ إتش، بابيك جيه إم، هيشت إم إتش (ديسمبر 1993). "تصميم البروتين عن طريق التنميط الثنائي للأحماض الأمينية القطبية وغير القطبية". مجلة ساينس . 262 (5140): 1680-1685 . Bibcode : 1993Sci...262.1680K . doi : 10.1126/science.8259512 . PMID 8259512 .
- ↑ والتر كيه يو، فامفاكا كيه، هيلفرت دي (نوفمبر 2005). "إنزيم نشط مُصنَّع من أبجدية مكونة من 9 أحماض أمينية" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 280 (45): 37742-37746 . doi : 10.1074/jbc.M507210200 . PMID 16144843 .
- ↑ "تطبيقات البيولوجيا التركيبية" . www.thermofisher.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2015 .
- ↑ ليو واي، شين إتش دي، لي جيه، ليو إل (فبراير 2015). "نحو الهندسة الأيضية في سياق بيولوجيا الأنظمة والبيولوجيا التركيبية: التطورات والآفاق". علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية . 99 (3): 1109-1118 . doi : 10.1007/s00253-014-6298-y . PMID 25547833. S2CID 954858 .
- ↑ تشيرش جي إم، غاو واي ، كوسوري إس (سبتمبر 2012). "تخزين المعلومات الرقمية من الجيل التالي في الحمض النووي" . مجلة ساينس . 337 (6102): 1628. Bibcode : 2012Sci...337.1628C . doi : 10.1126/science.1226355 . PMC 3581509. PMID 22903519. S2CID 934617 .
- ↑ «يمكن تخزين كميات هائلة من البيانات في الحمض النووي» . سكاي نيوز. ٢٣ يناير ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ٣١ مايو ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه في ٢٤ يناير ٢٠١٣ .
- ↑ زاده جيه إن، ستينبيرغ سي دي، بويس جيه إس، وولف بي آر، بيرس إم بي، خان إيه آر، وآخرون . (يناير 2011). "NUPACK: تحليل وتصميم أنظمة الأحماض النووية" . مجلة الكيمياء الحاسوبية . 32 (1): 170-173 . Bibcode : 2011JCoCh..32..170Z . doi : 10.1002 / jcc.21596 . PMID 20645303. S2CID 33709556 .
- ^ لورينز آر، بيرنهارت إس إتش، هونر زو سيديرديسين سي، تافر إتش، فلام سي، ستادلر بي إف، هوفاكر إيل (نوفمبر 2011). "حزمة فيينا آرنا 2.0" . خوارزميات للبيولوجيا الجزيئية . 6 (1) 26. دوى : 10.1186/1748-7188-6-26 . بمك 3319429 . بميد 22115189 .
- ↑ ساليس إتش إم، ميرسكي إي إيه، فويغت سي إيه (أكتوبر 2009). "التصميم الآلي لمواقع ارتباط الريبوسوم الاصطناعية للتحكم في التعبير البروتيني" . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 27 (10): 946-950 . doi : 10.1038/nbt.1568 . PMC 2782888. PMID 19801975 .
- ↑ حسين أ، لوبيز إي، هالبر إس إم، سيتنار دي بي، ريس إيه سي، ستريكلاند دي، وآخرون . (ديسمبر 2020). "التصميم الآلي لآلاف الأجزاء غير المتكررة لهندسة أنظمة جينية مستقرة" . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 38 (12): 1466-1475 . doi : 10.1038/s41587-020-0584-2 . PMID 32661437. S2CID 220506228 .
- ↑ بولاك أ (7 مايو 2014). "باحثون يُعلنون عن إنجازٍ هام في ابتكار الشفرة الوراثية الاصطناعية" . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 7 مايو 2014 .
- ↑ كالاواي إي (7 مايو 2014). "أول حياة ذات حمض نووي 'فضائي'" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/nature.2014.15179 . S2CID 86967999. تاريخ الاسترجاع: 7 مايو 2014 .
- 1 2 مالشيف د.أ، دهامي ك، لافيرن ت، تشين ت، داي ن، فوستر ج.م، كوريا إ.ر، رومسبيرغ ف.إ (مايو 2014). "كائن شبه اصطناعي ذو أبجدية جينية موسعة" . نيتشر . 509 (7500): 385-388 . Bibcode : 2014Natur.509..385M . doi : 10.1038/ nature13314 . PMC 4058825. PMID 24805238 .
- 1 2 فيرسو سي إن، باولينو-ليما آي جي، باكي إم، بيلي دي، روتشيلد إل جيه (2016). "علم الأحياء التركيبي لاستكشاف الفضاء: وعود وآثار مجتمعية". ازدواجية خلق الحياة . أخلاقيات تقييم العلوم والتكنولوجيا. المجلد 45. سبرينغر-فيرلاغ. الصفحات 73-100 . doi : 10.1007/978-3-319-21088-9_4 . ISBN 978-3-319-21087-2.
- ↑ مينيزيس، أ.أ.، كامبرز، ج.، هوجان، ج.أ.، أركين، أ.ب. (يناير 2015). "نحو مناهج بيولوجية تركيبية لاستخدام الموارد في مهمات الفضاء" . مجلة الجمعية الملكية، واجهة . 12 (102) 20140715. doi : 10.1098/rsif.2014.0715 . PMC 4277073. PMID 25376875 .
- ↑ مونتاج إم، ماك آرثر جي إتش، كوكيل سي إس، هيلد جي، مارشال دبليو، شيرمان لوس أنجلوس، وآخرون . (ديسمبر 2012). “دور البيولوجيا التركيبية في استخدام الموارد في الموقع (ISRU)”. علم الأحياء الفلكي . 12 (12): 1135–1142 . بيب كود : 2012AsBio..12.1135M . دوى : 10.1089/ast.2012.0829 . بميد 23140229 .
- ↑ ستايغروالد ب. "ناسا - نباتات مصممة على المريخ" . www.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 مايو 2020 .
- ↑ هاتشيسون، سي. أ.، تشوانغ، ر. ي.، نوسكوف، ف. ن.، أسد-غارسيا، ن.، ديرينك، ت. ج.، إليسمان، م. هـ.، جيل، ج.، كانان، ك.، كاراس، ب. ج.، ما، ل.، بيليتييه، ج. ف.، تشي، ز. ك.، ريختر، ر. أ.، ستريشالسكي، إ. أ.، صن، ل.، سوزوكي، ي.، تسفيتانوفا، ب.، وايز، ك. س.، سميث، هـ. أ.، غلاس، ج. إ.، ميريمان، س.، جيبسون، د. ج.، فينتر، ج. س. (مارس 2016 ). "تصميم وتخليق جينوم بكتيري بسيط" . مجلة ساينس . 351 (6280) aad6253. Bibcode : 2016Sci...351.....H . doi : 10.1126/science.aad6253 . PMID 27013737 .
- 1 2 كونور س (1 ديسمبر 2014). "إنجاز علمي كبير في مجال الحياة الاصطناعية مع صنع العلماء لأول إنزيمات اصطناعية" . صحيفة الإندبندنت . لندن. مؤرشف من الأصل في 26 مايو 2022. تم الاطلاع عليه في 6 أغسطس 2015 .
- 1 2 ديمر د (يوليو 2005). "خطوة عملاقة نحو الحياة الاصطناعية؟". اتجاهات في التكنولوجيا الحيوية . 23 (7): 336-338 . doi : 10.1016/j.tibtech.2005.05.008 . PMID 15935500 .
- ↑ بورنشوير، أوفه ت. (19 يوليو 2010). "الخلية الاصطناعية الأولى - خطوة ثورية في البيولوجيا التركيبية؟" . Angewandte Chemie International Edition . 49 (31): 5228–5230 . Bibcode : 2010ACIE...49.5228B . doi : 10.1002/anie.201003393 . ISSN 1433-7851 . PMID 20583024. تاريخ الاسترجاع: 12 أبريل 2025 .
- ↑ "العلماء يحققون إنجازاً هاماً في طريقهم نحو الحياة الاصطناعية" . NPR . 20 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2010 .
- ↑ فينتر، جيه سي (25 يناير 2017). "من تصميم الحياة إلى إطالة العمر الصحي" . يوتيوب . تلفزيون جامعة كاليفورنيا (UCTV). مؤرشف من الأصل في 21 ديسمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 1 فبراير 2017 .
- ↑ "بناء خلية" . تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2019 .
- ↑ "FabriCell" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2019 .
- ↑ "MaxSynBio – شبكة ماكس بلانك البحثية في علم الأحياء التركيبي" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2019 .
- ↑ "BaSyC" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2019 .
- ↑ "SynCell EU" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2019 .
- ↑ ديفلين، هانا (14 يونيو 2023). "ابتكار أجنة بشرية اصطناعية في تقدم رائد" . صحيفة الغارديان . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0261-3077 . تاريخ الاطلاع: 30 نوفمبر 2023 .
- ↑ زو سي، وانغ جيه (أغسطس 2014). "البكتيريا المستعمرة للأورام: علاج محتمل لاستهداف الأورام". مراجعات نقدية في علم الأحياء الدقيقة . 40 (3): 225-235 . doi : 10.3109/1040841X.2013.776511 . PMID 23964706. S2CID 26498221 .
- ↑ غوجراتي ف، كيم س، كيم ش هـ، مين ج ج، تشوي هـ إ، كيم س س، جون س (فبراير 2014). "حويصلات الغشاء الخارجي البكتيري المُهندسة حيويًا كناقلات دوائية مُخصصة للخلايا لعلاج السرطان". ACS Nano . 8 (2): 1525–1537 . Bibcode : 2014ACSNa...8.1525G . doi : 10.1021/nn405724x . PMID 24410085 .
- ↑ بينيرو-لامبيا سي، بودلون جي، فرنانديز-بيريانيز آر، كويستا آم، ألفاريز-فالينا إل، فرنانديز لا (أبريل 2015). "برمجة التصاق متحكم فيه للإشريكية القولونية لاستهداف الأسطح والخلايا والأورام باستخدام مواد لاصقة صناعية" . ACS البيولوجيا الاصطناعية . 4 (4): 463-473 . دوى : 10.1021 / sb500252a . بمك 4410913 . بميد 25045780 .
- ↑ دينيكو الرابع، كاسنيتز ن، ليشنر س، فايس س (2016). "تكوين مُحفِّز بكتيري خاص بالأورام" . PLOS ONE . 11 (5) e0155338. Bibcode : 2016PLoSO..1155338D . doi : 10.1371/journal.pone.0155338 . PMC 4865170. PMID 27171245 .
- ↑ رايس كيه سي، بايلز كيه دبليو (مارس 2008). "التحكم الجزيئي في موت البكتيريا وتحللها" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية . 72 (1): 85-109 ، جدول المحتويات. Bibcode : 2008MMBR...72...85R . doi : 10.1128 / mmbr.00030-07 . PMC 2268280. PMID 18322035 .
- ↑ غاناي إس، أريناس آر بي، فوربس إن إس (نوفمبر 2009). "توصيل TRAIL الموجه للأورام باستخدام السالمونيلا التيفية يعزز بقاء سرطان الثدي لدى الفئران" . المجلة البريطانية للسرطان . 101 (10): 1683-1691 . doi : 10.1038/sj.bjc.6605403 . PMC 2778534. PMID 19861961 .
- ^ سكوت ، بنجامين م. غوتييريز فاسكيز، كريستينا؛ سانماركو، ليليانا م.؛ دا سيلفا بيريرا، جيسيكا أ؛ لي، زاورونج؛ بلاسينسيا، أوغوستين؛ هيوسون، باتريك؛ كوكس، لورا م. أوبراين، مادلين. تشن، ستيفن ك.؛ مورايس-فييرا، بيدرو م.؛ تشانغ ، بليندا إس دبليو ؛ بيساجوفيتش، سيرجيو ج. كوينتانا ، فرانسيسكو ج. (يوليو 2021). "بروبيوتيك الخميرة المهندسة ذاتية التعديل لعلاج مرض التهاب الأمعاء". طب الطبيعة . 27 (7): 1212–1222 . دوى : 10.1038 / s41591-021-01390-x . ISSN 1546-170X . بميد 34183837 . S2CID 235673499 .
- ↑ تشين، كيفن؛ تشو، ييكسوان؛ تشانغ، يونغرونغ؛ حمزة، ثيروا؛ يو، هوا؛ سانت فلور، آشلي؛ غالين، جيمس؛ يانغ، تشييونغ؛ فينغ، هان بينغ (28 أكتوبر 2020). "علاج مناعي قائم على الخميرة البروبيوتيكية ضد عدوى المطثية العسيرة" . مجلة ساينس ترانسليشنال ميديسين . 12 (567) eaax4905. doi : 10.1126/scitranslmed.aax4905 . ISSN 1946-6234 . PMC 7692727. PMID 33115949 .
- ↑ تشين، يي-جو؛ أبيلا، بامس؛ مصطفى كامل، ياسر (2023). "العلاج بالخلايا التائية المعدلة وراثيًا: ما الخطوة التالية؟" . مجلة السرطانات . 15 (3): 663. doi : 10.3390/cancers15030663 . ISSN 2072-6694 . PMC 9913679. PMID 36765623 .
- ↑ جونز، بي إس، لامب، إل إس، غولدمان، إف. ودي ستاسي، إيه. تحسين سلامة منتجات العلاج الخلوي عن طريق نقل الجينات الانتحارية. فرونت. فارماكول. 5، 254 (2014).
- ↑ وي، ب.، وونغ، و.و.، بارك، ج.س.، كوركوران، إ.إ.، بيساجوفيتش، س.ج.، أونوفير، ج.ج.، وآخرون . (أغسطس 2012). "بروتينات ضراوة البكتيريا كأدوات لإعادة برمجة مسارات الكيناز في الخميرة والخلايا المناعية" . مجلة نيتشر . 488 (7411): 384-388 . Bibcode : 2012Natur.488..384W . doi : 10.1038/ nature11259 . PMC 3422413. PMID 22820255 .
- ↑ دانينو تي، موندراغون-بالومينو أو، تسيمرينغ إل، هاستي جيه (يناير 2010). "نصاب متزامن للساعات الجينية" . نيتشر . 463 ( 7279): 326-330 . Bibcode : 2010Natur.463..326D . doi : 10.1038/nature08753 . PMC 2838179. PMID 20090747 .
- ↑ تشين واي واي، جنسن إم سي، سمولك سي دي (مايو 2010). "التحكم الجيني في تكاثر الخلايا التائية لدى الثدييات باستخدام أنظمة تنظيم الحمض النووي الريبي الاصطناعي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (19): 8531-8536 . Bibcode : 2010PNAS..107.8531C . doi : 10.1073/pnas.1001721107 . PMC 2889348. PMID 20421500 .
- كاتز ، ليونارد؛ تشين، إيفون واي؛ غونزاليس، رامون؛ بيترسون، تود سي؛ تشاو، هويمين؛ بالتز، ريتشارد إتش (1 يوليو 2018). " تطورات وتطبيقات البيولوجيا التركيبية في صناعة التكنولوجيا الحيوية: منظور" . مجلة علم الأحياء الدقيقة الصناعية والتكنولوجيا الحيوية . 45 (7 ) : 449-461 . doi : 10.1007/s10295-018-2056-y . ISSN 1476-5535 . PMID 29915997. S2CID 49296740 .
- ↑ هوفر م، لوتولف م ب (مايو 2021). "هندسة العضيات" . مجلة نيتشر ريفيوز. ماتيريالز . 6 (5): 402-420 . Bibcode : 2021NatRM...6..402H . doi : 10.1038/s41578-021-00279- y . PMC 7893133. PMID 33623712 .
- ↑ ويتاكر، ماثيو (يوليو 2014). "تاريخ الطباعة ثلاثية الأبعاد في الرعاية الصحية" . نشرة الكلية الملكية للجراحين في إنجلترا . 96 (7): 228-229 . doi : 10.1308/147363514X13990346756481 . ISSN 1473-6357 .
- ↑ أتالا أ، باور إس بي، سوكر إس، يو جيه جيه، ريتيك إيه بي (أبريل 2006). "مثانات ذاتية مُهندسة نسيجيًا للمرضى الذين يحتاجون إلى رأب المثانة" . لانسيت . 367 ( 9518): 1241-1246 . doi : 10.1016/S0140-6736(06)68438-9 . PMID 16631879. S2CID 17892321 .
- ↑ هونغ ن، يانغ غ، لي ج، كيم غ (يناير 2018). "الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد وتطبيقاتها في الجسم الحي" . مجلة أبحاث المواد الطبية الحيوية، الجزء ب: المواد الحيوية التطبيقية . 106 (1): 444-459 . doi : 10.1002/jbm.b.33826 . PMID 28106947 .
- ↑ شينكار، كالياني؛ رود، كوال (1 أغسطس 2022). "هل يمكن أن تُشكّل الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد بالبثق بديلاً حقيقياً لزراعة الأعضاء في المستقبل؟" . حوليات الطب المطبوع ثلاثي الأبعاد . 7 100066. doi : 10.1016/j.stlm.2022.100066 . ISSN 2666-9641 . S2CID 249083907 .
- ^ Wszola M، Berman A، Klak M، Dobrzanski T، Janowska O، Domanski S، Piatek D، Wejman J، Szkopek D، Roszkowicz-Ostrowska KI، Kownacki L، Wolinski J، Dobrzyn A، Kaminski A (2023). "90-OR: الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد للبنكرياس الإلكتروني مع نظام الأوعية الدموية - نتائج الزرع في الحيوانات الكبيرة" . السكري . 72 90-أو. دوى : 10.2337/db23-90-أو . تم الاسترجاع في 26 أكتوبر 2023 .
- ↑ سومر إيه سي، بلومنتال إي زد (سبتمبر 2019). "تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد في طب العيون". أرشيف غريف لطب العيون السريري والتجريبي . 257 (9): 1815-1822 . doi : 10.1007/s00417-019-04312-3 . PMID 30993457. S2CID 116884575 .
- ^ كلاك، مارتا؛ برينيارسكي، توماسز؛ كوالسكا، باتريشا؛ جومولكا، ماجدالينا؛ تيميكي، جرزيجورز؛ كوسوفسكا، كاتارزينا؛ سيونيوك، بيوتر؛ دوبرزانسكي، توماسز؛ توروفسكي، باول. وسزولا، ميشال (30 يونيو 2020). "استراتيجيات جديدة في تطوير الأعضاء الاصطناعية: ما هو مستقبل الطب؟" . الآلات الدقيقة . 11 (7): 646. بيب كود : 2020Micma..11..646K . دوى : 10.3390/mi11070646 . ISSN 2072-666X . بمك 7408042 . بميد 32629779 .
- ↑ كوي هـ، مياو س، إسورثي ت، تشو إكس، لي إس جيه، ليو سي، يو زد إكس، فيشر جيه بي، محي الدين م، تشانغ إل جي (يوليو 2018). " الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لتجديد القلب والأوعية الدموية وعلم الأدوية" . مراجعات توصيل الأدوية المتقدمة . 132 : 252-269 . doi : 10.1016/j.addr.2018.07.014 . PMC 6226324. PMID 30053441 .
- ↑ "دراسة متعددة المراكز، أحادية الذراع، مستقبلية، مفتوحة التسمية، متعددة المراحل، لتقييم سلامة وفعالية جهاز أورينوفو لإعادة بناء الأذن لدى المرضى الذين يعانون من صغر الأذن أحادي الجانب" . clinicaltrials.gov. ١٥ أكتوبر ٢٠٢١. تم الاطلاع عليه في ١٩ يوليو ٢٠٢٢ .
- ↑ رابين، روني كارين (2 يونيو 2022). "أطباء يزرعون أذناً من خلايا بشرية مصنوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 19 يوليو 2022 .
- ↑ كلابوكوف، إي.؛ شيستاكوفا، ف.؛ غاريفولين، أ.؛ ياكيموفا، أ.؛ بارانوفسكي، د.؛ ياتسينكو، إي.؛ إغناتيوك، م.؛ أتياكشين، د.؛ شيغاي، ب.؛ كابرين، أ.د. (2025). "مراجعة منهجية نقدية للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد في الطب الحيوي" . المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 26 (24) 11882. doi : 10.3390/ijms262411882 . ISSN 1422-0067 . PMC 12733282. PMID 41465307 .
- ↑ فيلو، أ.؛ سيث، س.؛ أوجها، أ.؛ موهانراج، ب.س.؛ أديتي، ب.؛ ساهو، س.؛ فاسوديفا، أ. (2025). "التطورات والتحديات في الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لزراعة الأعضاء: سد الفجوة بين البحث والتطبيقات السريرية" . كيوريوس . 17 ( 11) e97947. doi : 10.7759/cureus.97947 . ISSN 2168-8184 . PMC 12743581. PMID 41458754 .
- ↑ كوبر-وايت م (1 مارس 2015). "كيف يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تنهي النقص الحاد في الأعضاء المتبرع بها" . هاف بوست ساينس . TheHuffingtonPost.com, Inc. تم الاطلاع عليه في 17 فبراير 2016 .
- ↑ إدموندسون، إم سي، كابينيس، إم، هورسفال، إل (ديسمبر 2014). "استكشاف إمكانات الجسيمات النانوية المعدنية في البيولوجيا التركيبية" . التكنولوجيا الحيوية الجديدة . 31 (6): 572-578 . doi : 10.1016/j.nbt.2014.03.004 . hdl : 20.500.11820/5cd4fa26-dee8-4862-86af-cf6a79546a13 . PMID 24681407. S2CID 15790244 .
- ↑ "جسيمات نانوية تقضي على اللويحات المسببة للنوبات القلبية" . جامعة ولاية ميشيغان. 27 يناير 2020. مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2020. تم الاطلاع عليه في 31 يناير 2020 .
- ↑ "الجسيمات النانوية تساعد في إزالة الترسبات الشريانية المميتة" . نيو أطلس . 28 يناير 2020. مؤرشف من الأصل في 1 مارس 2020. تم الاطلاع عليه في 13 أبريل 2020 .
- ↑ فلوريس آم، حسيني نصاب، جار كو، يي جي، تشو إكس، ويركا آر، وآخرون . (فبراير 2020). "يتم تناول الجسيمات النانوية المؤيدة للفاعلية على وجه التحديد بواسطة البلاعم الآفة وتمنع تصلب الشرايين" . تكنولوجيا النانو الطبيعة . 15 (2): 154– 161. بيب كود : 2020NatNa..15..154F . دوى : 10.1038/s41565-019-0619-3 . بمك 7254969 . بميد 31988506 .
- ↑ «أبحاث تُنتج قطرات حية مُنتجة للهيدروجين، مما يمهد الطريق لمصدر طاقة بديل في المستقبل» . phys.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 ديسمبر 2020 .
- ↑ شو ز، وانغ س، تشاو س، لي س، ليو إكس، وانغ ل، وآخرون . (نوفمبر 2020). "إنتاج الهيدروجين الضوئي بواسطة مفاعلات دقيقة ميكروبية قائمة على القطرات في ظل ظروف هوائية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 11 (1) 5985. Bibcode : 2020NatCo..11.5985X . doi : 10.1038/ s41467-020-19823-5 . PMC 7689460. PMID 33239636 .
- ↑ شي، مينغكي؛ فوسنيغر، مارتن (يوليو 2015). " الخلايا المصممة من الثدييات: المبادئ الهندسية والتطبيقات الطبية الحيوية" . مجلة التكنولوجيا الحيوية . 10 (7): 1005-1018 . doi : 10.1002/biot.201400642 . ISSN 1860-6768 . PMID 26010998. S2CID 11838264 .
- ↑ منصوري، ميثم؛ فوسنيغر، مارتن (2022). "الهندسة الخلوية العلاجية: تصميم دوائر جينية اصطناعية قابلة للبرمجة في خلايا الثدييات" . البروتين والخلية . 13 (7): 476-489 . doi : 10.1007/s13238-021-00876-1 . hdl : 20.500.11850/508471 . PMC 9226217. PMID 34586617 .
- 1 2 3 منصوري، ميثم؛ فوسنيغر، مارتن (1 يونيو 2022). "علم الوراثة الكهربائية: الربط بين البيولوجيا التركيبية والإلكترونيات للتحكم عن بُعد في سلوك الخلايا المصممة للثدييات" . الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 68 102151. doi : 10.1016/j.cbpa.2022.102151 . hdl : 20.500.11850/547194 . ISSN 1367-5931 . PMID 35483127 .
- ^ كراوتشيك، كرزيستوف؛ شيويه، شواي. بوخمان، بيتر. شربين الحمري، جيسلين؛ ساكسينا، براتيك؛ هوشر، ماري ديدييه؛ شاو جياوي. أيها هايفنغ. شيه، مينغكي. فوسنيجر ، مارتن (29 مايو 2020). "إطلاق الأنسولين الخلوي الكهرومغناطيسي للتحكم في نسبة السكر في الدم في الوقت الحقيقي لدى الفئران المصابة بداء السكري من النوع الأول" . علوم . 368 (6494): 993-1001 . دوى : 10.1126/science.aau7187 . اتش دي ال : 20.500.11850/418642 . ISSN 0036-8075 . بميد 32467389 . S2CID 218984797 .
- ↑ ماكلوسكي، جين ت.؛ حامد، مهاجر؛ غو-بارك، هونغ؛ ماكلينغان، نيفيل هـ.؛ غوميس، رامون؛ فلات، بيتر ر. (24 يونيو 2011). "تطوير وتوصيف وظيفي لسلالات خلايا بيتا البنكرياسية البشرية المُفرزة للأنسولين والمُنتجة بواسطة الاندماج الكهربائي*" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 286 (25): 21982-21992 . doi : 10.1074/jbc.M111.226795 . ISSN 0021-9258 . PMC 3121343. PMID 21515691 .
- 1 2 3 نيوسون إيه جيه (2015). "علم الأحياء التركيبي: الأخلاق والاستثناء والتوقعات" . مجلة ماكواري للقانون . 15 : 45.
- ↑ "آفاق 2018/19: قضايا بيئية ناشئة" . برنامج الأمم المتحدة للبيئة . 4 مارس 2019. تم الاطلاع عليه في 3 يناير 2021 .
- ↑ «عالم يدّعي أن أول أطفال معدلين جينياً في العالم وُلدوا في الصين» . صحيفة الغارديان . نوفمبر 2018.
- ↑ هايري م (أبريل 2017). " علم الأحياء التركيبي والأخلاقيات: الماضي والحاضر والمستقبل". مجلة كامبريدج الفصلية لأخلاقيات الرعاية الصحية . 26 (2): 186-205 . doi : 10.1017/S0963180116000803 . PMID 28361718. S2CID 29992939 .
- ↑ جين إس، كلارك بي، كوزنيسوف إس، لين إكس، فريور إل جيه (سبتمبر 2019). "البيولوجيا التركيبية المطبقة في قطاع الأغذية الزراعية: التصورات العامة، والمواقف، والآثار المترتبة على الدراسات المستقبلية". اتجاهات في علوم وتكنولوجيا الأغذية . 91 : 454-466 . doi : 10.1016/j.tifs.2019.07.025 . S2CID 199632852 .
- ↑ غوتمان أ (2012). " أخلاقيات البيولوجيا التركيبية: مبادئ توجيهية للتقنيات الناشئة". تقرير مركز هاستينغز . 41 (4): 17-22 . doi : 10.1002/j.1552-146X.2011.tb00118.x . PMID 21845917. S2CID 20662786 .
- ↑ براينت سي جيه (أغسطس 2020). "الزراعة، واللحوم، واللحوم المستنبتة" . مجلة علوم الحيوان . 98 (8) skaa172. doi : 10.1093/jas/skaa172 . PMC 7398566. PMID 32745186 .
- ↑ هونغ تي كي، شين دي إم، تشوي جيه، دو جيه تي، هان إس جي (مايو 2021). "القضايا الراهنة والتطورات التقنية في إنتاج اللحوم المستنبتة: مراجعة" . علوم الأغذية والموارد الحيوانية . 41 (3): 355-372 . doi : 10.5851/kosfa.2021.e14 . PMC 8112310. PMID 34017947 .
- ↑ تريش ن (19 مايو 2021). "اللحوم المستنبتة: وعود وتحديات" . اقتصاديات البيئة والموارد . 79 (1): 33-61 . Bibcode : 2021EnREc..79...33T . doi : 10.1007/ s10640-021-00551-3 . PMC 7977488. PMID 33758465 .
- 1 2 هوارد ج، موراشوف ف، شولت ب (مارس 2017). "البيولوجيا التركيبية والمخاطر المهنية". مجلة الصحة المهنية والبيئية . 14 (3): 224-236 . Bibcode : 2017JOEH...14..224H . doi : 10.1080 / 15459624.2016.1237031 . PMID 27754800. S2CID 205893358 .
- ١ ٢ المفوضية الأوروبية. المديرية العامة للمستهلكين الصحيين (١٢ فبراير ٢٠١٦). رأي حول البيولوجيا التركيبية ٢: منهجيات تقييم المخاطر وجوانب السلامة . المديرية العامة للاتحاد الأوروبي للصحة والمستهلكين . مكتب المنشورات. doi : 10.2772/63529 . ISBN 978-92-79-43916-2.
- 1 2 بوغل، هـ.، دانر، ج. ب.، موليناري، ر. ج.، موليغان، ج. ت.، بارك، هـ. أ.، رايشرت، ب.، روث، د. أ.، فاغنر، ر.، بودول، ب.، سكريب، ر. م.، سميث، ج. أ.، ستيل، س. ج.، تشيرش، ج.، إندي، د. (يونيو 2007). "تخليق الحمض النووي والأمن البيولوجي". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 25 (6): 627-629 . doi : 10.1038/nbt0607-627 . PMID 17557094. S2CID 7776829 .
- ↑ "القضايا الأخلاقية في البيولوجيا التركيبية: نظرة عامة على المناقشات" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2015.
- 1 2 اللجنة الرئاسية لدراسة القضايا الأخلاقية الحيوية، ديسمبر 2010 اتجاهات جديدة أخلاقيات البيولوجيا التركيبية والتقنيات الناشئة مؤرشفة في 2017-01-18 في Wayback Machine تم استرجاعها في 2012-04-14.
- ↑ هامل ك (31 أغسطس 2020). "مسببات الأمراض المُهندسة والأسلحة البيولوجية غير الطبيعية: التهديد المستقبلي للبيولوجيا التركيبية" . مركز مكافحة الإرهاب في ويست بوينت . تم الاطلاع عليه في 5 يناير 2023 .
- ↑ هامل ك (29 يونيو 2020). "نظرة من خندق مكافحة الإرهاب: مائدة مستديرة افتراضية حول كوفيد-19 ومكافحة الإرهاب مع أودري كيرث كرونين، والفريق المتقاعد مايكل ناجاتا، وماغنوس رانستورب، وعلي صوفان، وخوان زاراتي" . مركز مكافحة الإرهاب في ويست بوينت . تم الاطلاع عليه في 5 يناير 2023 .
- 1 2 "Synbiosafe" . Synbiosafe .
- ↑ شميدت م، جانجولي-ميترا أ، تورجرسن هـ، كيل أ، ديبلاز أ، بيلر-أندورنو ن (ديسمبر 2009). " ورقة بحثية ذات أولوية للجوانب المجتمعية والأخلاقية لعلم الأحياء التركيبي" (ملف PDF) . علم الأحياء التركيبي والأنظمة . 3 ( 1-4 ): 3-7 . doi : 10.1007/s11693-009-9034-7 . PMC 2759426. PMID 19816794 .
- ↑ شميدت م. كيل أ. جانجولي أ. دي فريند هـ. (محررون) 2009. "علم الأحياء التركيبي: التكنولوجيا العلمية وعواقبها المجتمعية". دار نشر سبرينغر الأكاديمية.
- ↑ كيلي أ (ديسمبر 2009). " ضمان أمن البيولوجيا التركيبية - نحو استراتيجية حوكمة خماسية الأبعاد" . بيولوجيا الأنظمة والتركيب . 3 ( 1-4 ): 85-90 . doi : 10.1007/s11693-009-9041-8 . PMC 2759433. PMID 19816803 .
- ↑ شميدت م (يونيو 2008). "انتشار البيولوجيا التركيبية: تحدٍّ للسلامة البيولوجية" (ملف PDF) . بيولوجيا الأنظمة والتركيبية . 2 ( 1-2 ): 1-6 . doi : 10.1007/s11693-008-9018- z . PMC 2671588. PMID 19003431 .
- ↑ كوزي: التواصل في مجال البيولوجيا التركيبية
- ↑ كرونبرغر ن، هولتز ب، كيربي و، ستراسر إ، فاغنر و (ديسمبر 2009). "التواصل في مجال البيولوجيا التركيبية: من المختبر عبر وسائل الإعلام إلى الجمهور الأوسع" . بيولوجيا الأنظمة والتركيبية . 3 ( 1-4 ): 19-26 . doi : 10.1007/s11693-009-9031-x . PMC 2759424. PMID 19816796 .
- ↑ تشيرر أ، سيرينجر أ (ديسمبر 2009). "صور البيولوجيا التركيبية: نقاش تأملي حول تمثيل البيولوجيا التركيبية في وسائل الإعلام الناطقة بالألمانية ومن قبل خبراء البيولوجيا التركيبية" . مجلة الأنظمة والبيولوجيا التركيبية . 3 ( 1-4 ): 27-35 . doi : 10.1007/s11693-009-9038-3 . PMC 2759430. PMID 19816797 .
- ↑ تقرير مجلس معايير المحاسبة الدولية بعنوان "حلول تقنية للأمن البيولوجي في البيولوجيا التركيبية"، مؤرشف في 19 يوليو 2011، على موقع Wayback Machine ، ميونيخ، 2008
- ↑ بارينز إي، جونستون جيه، موسى جيه. القضايا الأخلاقية في البيولوجيا التركيبية. 2009.
- ↑ "السياسة والشؤون العالمية في الأكاديميات الوطنية" . sites.nationalacademies.org .
- ↑ اللجنة الرئاسية لدراسة القضايا الأخلاقية الحيوية، ديسمبر 2010، الأسئلة الشائعة. مؤرشفة في 24 ديسمبر 2015 على موقع Wayback Machine.
- ↑ "أسئلة وأجوبة حول البيولوجيا التركيبية | اللجنة الرئاسية لدراسة القضايا الأخلاقية الحيوية" . مؤرشف من الأصل في 24 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 11 أكتوبر 2014 .
- 1 2 إريكسون ب، سينغ ر، وينترز ب (سبتمبر 2011). "علم الأحياء التركيبي: تنظيم استخدامات الصناعة للتقنيات الحيوية الجديدة". مجلة ساينس . 333 (6047): 1254-1256 . Bibcode : 2011Sci...333.1254E . doi : 10.1126/science.1211066 . PMID 21885775. S2CID 1568198 .
- ↑ سايلر كيه إم (8 يونيو 2021). دليل تمهيدي للدفاع: التقنيات الناشئة (ملف PDF) (تقرير). دائرة أبحاث الكونغرس . تم الاطلاع عليه في 22 يوليو 2021 .
- ↑ كاثرين شو لمجلة هارفارد. سبتمبر-أكتوبر 2014: مجموعة جديدة من عجائب البيولوجيا التركيبية
- ↑ يوجانا شارما لموقع Scidev.net، 15 مارس 2012. منظمات غير حكومية تدعو إلى تنظيم دولي للبيولوجيا التركيبية
- ↑ البيولوجيا التركيبية الجديدة: من الرابح؟ (8 مايو 2014)، ريتشارد سي. ليونتين ، نيويورك ريفيو أوف بوكس
- ↑ فريمان، جيريمي (2023). "المخاطر الوجودية للبيولوجيا التركيبية: كيف يمكن للهندسة البيولوجية أن تساعد العالم أو تدمره" . مجلة أبحاث الطلاب . 12 (4). doi : 10.47611/jsrhs.v12i4.5129 .
- ↑ الأكاديميات الوطنية للعلوم؛ قسم دراسات الحياة على الأرض؛ مجلس علوم الحياة؛ مجلس تكنولوجيا العلوم الكيميائية؛ لجنة استراتيجيات تحديد ومعالجة نقاط الضعف المحتملة في الدفاع البيولوجي الناجمة عن البيولوجيا التركيبية (19 يونيو 2018). الدفاع البيولوجي في عصر البيولوجيا التركيبية . الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب . Bibcode : 2018nap..book24890N . doi : 10.17226/24890 . ISBN 978-0-309-46518-2PMID 30629396 . S2CID 90767286 .
- ↑ "موجز المستقبل: البيولوجيا التركيبية والتنوع البيولوجي" . المفوضية الأوروبية . سبتمبر 2016. الصفحات 14-15 . تم الاطلاع عليه في 14 يناير 2019 .
- ↑ الرأي النهائي بشأن البيولوجيا التركيبية III: المخاطر البيئية والتنوع البيولوجي المرتبطة بالبيولوجيا التركيبية وأولويات البحث في هذا المجال . المديرية العامة للاتحاد الأوروبي للصحة وسلامة الأغذية. المفوضية الأوروبية. 4 أبريل/نيسان 2016. الصفحات 8، 27. ISBN 978-92-79-54973-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2019 .
- ↑ إل كاروي م، هويوس-فلايت م، فليتشر ل (2019). " الاتجاهات المستقبلية في البيولوجيا التركيبية - تقرير" . مجلة فرونتيرز في الهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية . 7 175. doi : 10.3389/fbioe.2019.00175 . PMC 6692427. PMID 31448268 .
- ↑ بيلي سي، ميتكالف إتش، كروك بي (2012). "علم الأحياء التركيبي: مراجعة للتكنولوجيا، والاحتياجات الحالية والمستقبلية من الإطار التنظيمي في بريطانيا العظمى" (ملف PDF) . الهيئة التنفيذية للصحة والسلامة في المملكة المتحدة . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 17 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه في 29 نوفمبر 2018 .
- ↑ بي إل، بار-يام إس، بايرز-كوربين جيه، كاساغراندي آر، إيخلر إف، لين إيه، وآخرون (2012). "الأطر التنظيمية لعلم الأحياء التركيبي". علم الأحياء التركيبي . جون وايلي وأولاده المحدودة. ص 157-226 . doi : 10.1002/9783527659296.ch5 . ISBN 978-3-527-65929-6.
- ↑ ترامب، ب. د. (نوفمبر 2017). "تنظيم وحوكمة البيولوجيا التركيبية: دروس مستفادة من TAPIC للولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي وسنغافورة" . سياسة الصحة . 121 (11): 1139-1146 . doi : 10.1016/j.healthpol.2017.07.010 . PMID 28807332 .
فهرس
- تشرش، جي، وريجيس، إي (2012). التجديد: كيف ستعيد البيولوجيا التركيبية ابتكار الطبيعة وأنفسنا . نيويورك، نيويورك: بيسيك بوكس . ISBN 978-0-465-02175-8.
- البيولوجيا التركيبية والتنوع البيولوجي؛ العلوم من أجل سياسة البيئة (ملف PDF) . موجز مستقبلي 15. أُعدّ لصالح المديرية العامة للبيئة التابعة للمفوضية الأوروبية من قِبل وحدة التواصل العلمي، جامعة غرب إنجلترا، بريستول (تقرير). المفوضية الأوروبية. 2016.
- فينتر، سي (2013). الحياة بسرعة الضوء: الحلزون المزدوج وفجر الحياة الرقمية . نيويورك، نيويورك: دار بنجوين للنشر. رقم ISBN 978-0-670-02540-4. OCLC 834432832 .
- روثرفورد، آدم (2014). الخلق: كيف يعيد العلم ابتكار الحياة نفسها . دار النشر الحالية. رقم ISBN 978-1-61723-011-0. OCLC 880230551 .
روابط خارجية
- مسببات الأمراض المُهندسة والأسلحة البيولوجية غير الطبيعية: التهديد المستقبلي للبيولوجيا التركيبية . التهديدات والاعتبارات
- كتب البيولوجيا التركيبية، كتب العلوم الشعبية، والكتب الدراسية
- ملخص تمهيدي عن البيولوجيا التركيبية، مؤرشف بتاريخ 2018-04-02 على موقع Wayback Machine . نظرة عامة موجزة على مفاهيم البيولوجيا التركيبية وتطوراتها وتطبيقاتها.
- مقال استعراضي تعاوني حول البيولوجيا التركيبية
- شركة ناشئة مثيرة للجدل في مجال الحمض النووي تسعى إلى تمكين عملائها من ابتكار كائنات حية (3 يناير 2015)، صحيفة سان فرانسيسكو كرونيكل
- إنه حي، لكن هل هو حياة: البيولوجيا التركيبية ومستقبل الخلق (28 سبتمبر 2016)، المهرجان العالمي للعلوم
- البيولوجيا التركيبية
- التكنولوجيا الحيوية
- علم الوراثة الجزيئية
- علم الأحياء النظمي
- المعلوماتية الحيوية
- علم التحكم الحيوي
- التكنولوجيا المناسبة
- تطبيقات الخوارزميات التطورية
- الإرهاب البيولوجي
