Der Weg zur Innovation im biotechnologischen Design

Wissenschaftler, die sich mit biologischem Design befassen, sollten sich neuen Forschungsergebnissen zufolge auf die Besonderheiten biologischer Systeme statt auf deren Optimierung konzentrieren.

In einer Studie, veröffentlicht In Wissenschaftliche FortschritteForscher der Universitäten Bristol und Gent haben gezeigt, dass die Erforschung des Unbekannten der entscheidende Schritt sein kann, um die kontinuierliche Innovation zu verwirklichen, die für die Biotechnologien der Zukunft erforderlich ist. Der Artikel trägt den Titel „Offenheit in der synthetischen Biologie: ein Weg zu kontinuierlicher Innovation für biologisches Design“.

Das Team erkannte die Rolle der Offenheit bei der Erreichung dieses Ziels und ihre wachsende Bedeutung in Bereichen wie Informatik und Evolutionsbiologie und entwarf, wie Offenheit heute mit der Praxis des Bioingenieurwesens verbunden ist und was erforderlich wäre, um dies im Labor zu erreichen.

Um erfolgreich zu sein, sollten sich Algorithmen, die für das biologische Design verwendet werden, nicht nur auf die Erreichung eines bestimmten Ziels konzentrieren – etwa einen besseren Ertrag –, sondern auch die Schaffung und Aufrechterhaltung von Neuheit und Vielfalt in den gefundenen Lösungen berücksichtigen.

Dr. Thomas Gorochowski, Co-Autor und Forschungsstipendiat der Royal Society University an der School of Biological Sciences in Bristol, sagte: „Wenn wir versuchen, einen komplexen biologischen Prozess zu entwerfen, ist es oft verlockend, einfach etwas zu optimieren, das teilweise funktioniert, anstatt es zu übernehmen.“ Risiko, etwas völlig Neues auszuprobieren.

„In dieser Arbeit betonen wir, dass in solchen Situationen die besten Lösungen oft aus unerwarteten Richtungen kommen, weil wir nicht immer vollständig verstehen, wie alles funktioniert. In der Biologie gibt es viele Unbekannte und deshalb brauchen wir ein umfangreiches und vielfältiges Toolkit zum Bauen.“ Blöcke, um sicherzustellen, dass wir die beste Chance haben, die Lösung zu finden, die wir brauchen.“

Professor Michiel Stock, Hauptautor der Universität Gent, fügte hinzu: „Biologische Systeme verfügen über eine natürliche Innovationsfähigkeit, die zu der überwältigenden Artenvielfalt geführt hat, die wir heute in der Natur sehen.“

„Im Gegensatz dazu mangelt es unseren eigenen Versuchen, die Biologie zu manipulieren, an dieser Kreativität – sie sind weitaus starrer, weniger einfallsreich und häufig [don’t] Nutzen Sie die Möglichkeiten der Biologie optimal aus.

„Da alles Leben um uns herum aus dem ergebnisoffenen Prozess der Evolution hervorgegangen ist, wäre es dann nicht großartig, wenn wir einen Teil dieser Kraft für unsere eigenen biologischen Entwürfe nutzen könnten.“

Die Fähigkeit, neue Biotechnologien zu entwickeln, wird immer wichtiger für die Bewältigung globaler Herausforderungen, die von der nachhaltigen Produktion von Chemikalien, Materialien und Lebensmitteln bis hin zu fortschrittlichen Therapeutika zur Bekämpfung neu auftretender Krankheiten reichen. Dieser Fortschritt wird durch Innovationen vorangetrieben, die zeigen, wie die Biologie auf neue Weise genutzt werden kann. Diese Arbeit unterstützt dieses Ziel, indem sie eine neue Richtung für neue Forschungs- und Designansätze bietet.