Біятэхналогія - гэта навука, якая распрацоўвае або стварае прадукты, звязаныя з жывымі арганізмамі і біялагічнымі сістэмамі. Гучыць мудрагеліста. Каб лепш зразумець гэта, давайце ўспомнім кланаванне вымерлых відаў у «Парку Юрскага перыяду» ці канцэпцыю мутацыі ў фільмах «Людзі Ікс ». Гэта і ёсць «біятэхналогія», і гэта не выдумка. Даследнікі працуюць над некалькімі ашаламляльнымі біятэхналогіямі, якія гучаць зусім неверагодна, але на самай справе існуюць. Ад рэдагавання генаў да кланавання вашага сабакі - у найбліжэйшай будучыні з дапамогай біятэхналогій можна зрабіць вельмі шмат. Вось некаторыя шматабяцаючыя вынаходкі.
1. Група біяхакераў паспяхова распрацавала вочныя кроплі, якія выклікаюць часовае парушэнне начнога зроку ў чалавека.
«"Начны зрок" гучыць крута. Але што, калі б мы маглі бачыць без якіх-небудзь вонкавых прылад? Каманда біяхакераў з Каліфорніі, якая называе сябе "Навука для мас", часова наладзіла начны зрок, дазволіўшы сабе бачыць у цемры на адлегласці да 160 футаў. »Хлорын e6 (Ce6)« - гэта хімічны аналаг хларафіла, які яны выкарыстоўвалі ў якасці солевага раствора для вачэй. Яны таксама дадалі ў солевы раствор інсулін і диметилсульфоксид. Гэты аналаг часта сустракаецца ў некаторых глыбакаводных рыб і выкарыстоўваецца для лячэння рака і начной слепаты.
Гэтыя вочныя кроплі, распрацаваныя групай даследнікаў, уплываюць на працу палачкавых клетак сятчаткі ў цемры. Джэфры Тыбетс, чалец каманды «Навука для мас», добраахвотна пагадзіўся на ўвядзенне 50 мікралітраў раствора ў вочы. Пасля гадзіны чакання эфект праявіўся, і Тыбетс змог распазнаваць аб'екты і людзей у цёмным полі са верагоднасцю 100%, у той час як іншыя ўдзельнікі, якім не ўводзілі гэтыя кроплі ў вочы, рабілі гэта толькі прыкладна ў 33,33% выпадкаў. (крыніца)
2. Група распрацоўнікаў выкарыстоўвае які свеціцца ў цемры фермент, выяўлены ў некаторых медуз і светлячкоў, для стварэння биолюминесцентных дрэў. У будучыні гэтыя дрэвы змогуць асвятляць грамадскія вуліцы, не спажываючы пры гэтым ніякай энергіі.
Галандскі мастак, архітэктар і дызайнер Даан Разегардзе распрацаваў план па замене асвятлення біялюмінесцэнтнымі раслінамі. У гэтым праекце Разегардзе аб'яднаўся з вучоным Аляксандрам Крычэўскім і Дзяржаўным універсітэтам Нью-Йорка. Навукоўцы бяруць ДНК люмінесцэнтных бактэрый з марскіх раёнаў і злучаюць яе з хларапластамі пакаёвай расліны. Цяпер праект рэалізуецца ў невялікіх маштабах, але неўзабаве можа стаць буйнамаштабным і выкарыстоўвацца для вулічнага асвятлення з дапамогай біялюмінесцэнтных дрэў.
Цікавасць Розегарда да биомимикрии заахвоціў яго пераехаць у Злучаныя Штаты. Каманда ўжо стварыла якія свецяцца ў цемры расліны, вырашчаныя ў Дзяржаўным універсітэце Нью-Ёрка. «Тэхналогіі поўнасцю знікнуць. Я не думаю, што ў найбліжэйшыя 10-15 гадоў мы будзем так моцна звяртаць увагу на экраны. Што адбудзецца, калі тэхналогіі выйдуць за межы экранаў і стануць часткай таго, што мы носім, дарог, па якіх мы ездзім? Вось дзе крыецца сапраўдная праблема», - кажа Розегард. (крыніца)
3. У Гамбургу, у першым у свеце биоадаптивным фасадзе будынка, выкарыстоўваюцца панэлі з біямасы, запоўненыя багавіннем. Яны ўлоўліваюць цеплыню, выпрацоўваюць электраэнергію і адлюстроўваюць святло, ствараючы архітэктурную экасістэму.
Калі большасць з нас думае пра багавінне, мы і ўявіць сабе не можам, што іх можна выкарыстоўваць для выпрацоўкі электраэнергіі. Мы бачым багавінне паўсюль, але адмыслоўцы кампаніі Arup сумесна са Splitterwerk вырашылі выкарыстаць іх для чагосьці дзіўнага. BIQ House у Гамбургу - першы ў свеце будынак, у якім біямаса ўбудавана ў шкляныя панэлі, якія генеруюць цяпло і электраэнергію. Гэтыя ж панэлі служаць святло-і гукаізаляцыйнымі бар'ерамі.
Яркае сонечнае святло спрыяе хутчэйшаму росту біярэактараў, забяспечваючы цень тады, калі яна найболей неабходна. Гэтыя біярэактары таксама ўлоўліваюць сонечнае цяпло, якое затым можа выкарыстоўвацца ў якасці крыніцы энергіі. Біямаса можа быць пераўтворана ў біягаз, які затым можа выкарыстоўвацца для харчавання будынка, падагрэву вады і ацяплення. Гэта ўстойлівая, футурыстычная і шматфункцыянальная архітэктурная экасістэма. (крыніца)
4. Навукоўцы генетычна мадыфікавалі камароў такім чынам, што іх народкі могуць быць арыентаваны на вытворчасць нашчадства мужчынскага полу. Гэтае новаўвядзенне можа прадухіліць распаўсюджванне малярыі і выратаваць мільёны жыццяў, паколькі кусаюць толькі самкі камароў.
Кевін Эсвельт – біёлаг з Масачусецкага тэхналагічнага інстытута, які распрацаваў тэхналогію пад назвай «CRISPR-генны драйв» – метад рэдагавання генаў, які можа стаць нашым лепшым шанцам прадухіліць распаўсюджванне малярыі і выратаваць мільёны жыццяў. CRISPR, інструмент рэдагавання генаў, можа быць ужыты да камароў, а менавіта да трох відаў, адказных за распаўсюджванне гэтых захворванняў: Anopheles gambiae , Anopheles arabiensis и Anopheles coluzzii , двума спосабамі.
Адзін са спосабаў, прапанаваны Энтані Джэймсам, Ітанам Бірам і Валянціна Грацам, заключаўся ў стварэнні «геннага драйву. Anopheles stephensi », дзякуючы якому камары набываюць устойлівасць да малярыйнага паразіту. Гэты метад атрымаў назву «Каліфарнійская школа», узначаленая Ітанам Бірам, Валянціна Ганцам, Энтані Джэймсам і іншымі даследчыкамі геннага драйву камароў з Паўднёвай Каліфорніі, такімі як Брус Хэй з Каліфарнійскага тэхналагічнага інстытута або Амар Акбары з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Дыега. Іншы спосаб, «Лонданская школа», узначаленая Осцінам Бертам з Імперскага каледжа Лондана, не накіраваны на імунізацыю камароў, а на скарачэнне колькасці пераносчыкаў малярыі. Напрыклад, шляхам увядзення ў камароў генаў, якія зробяць іх сперму больш схільнай да вытворчасці нашчадкаў мужчынскага полу, што прывядзе да скарачэння папуляцыі самак. Толькі самкі кусаюць і распаўсюджваюць хваробу, чаго б не адбывалася, калі б самак не было. На думку вучоных, камары не аказваюць істотнага ўплыву на экасістэму. (крыніца)
5. Вырашчанае ў лабараторыі мяса хутка з'явіцца на вашым абедным стале. Яно робіцца без забойства жывёл. Гэта можа дапамагчы прадухіліць неэтычнае абыходжанне з жывёламі і знізіць экалагічныя выдаткі вытворчасці мяса.
Многія людзі становяцца вегетарыянцамі, нават калі ім падабаецца смак мяса, таму што яны не могуць змірыцца з думкай аб забоі жывёл. Але што, калі б можна было есці мяса, не прычыняючы шкоды жывёлам? Некалькі стартапаў, такіх як Mosa Meat, Memphis Meat, Finless Foods, SuperMeats і іншыя, распрацоўваюць мяса з культываваць клетак. Такое мяса вядома як "чыстае мяса". Ялавічына, свініна, птушка і морапрадукты - гэта толькі некаторыя з відаў мяса, якія гэтыя стартапы імкнуцца вырабляць. І гэты спіс не з'яўляецца вычарпальным. Навукоўцы кажуць, што такое "чыстае мяса" знізіць экалагічныя выдаткі, звязаныя з вытворчасцю мяса, паколькі рэсурсы спатрэбяцца толькі для вырошчвання і падтрымання культываваць клетак, а не жывёлы ў цэлым.
Такое мяса атрымліваюць шляхам збору ствалавых клетак з цягліцавай тканіны жывёльнага і наступнага іх размнажэння ў валакна, якія ўтвараюць цягліцавую тканіну. Напрыклад, з аднаго ўзору тканіны каровы можна атрымаць 80000 чвэрцяў фунта мяса. У бліжэйшыя некалькі гадоў гэтае «чыстае мяса» паступіць у продаж, калі даследнікі змогуць вырабляць яго па кошце і густу, канкурэнтаздольным у параўнанні з мясам, спажываным сёння ва ўсім свеце. (крыніца)
6. Бетон з'яўляецца крыніцай прыкладна 8% сусветных выкідаў CO2 і самым распаўсюджаным штучным матэрыялам у свеце. Цяпер адзін стартап выкарыстоўвае трыльёны бактэрый для вырошчвання біябетоннай цэглы, ужываючы працэс, аналагічны працэсу стварэння каралаў.
Па аб'ёме сусветнага спажывання бетон саступае толькі вадзе. Вада з'яўляецца найболей спажываным прыродным рэсурсам, у той час як бетон - найболей спажываным штучным рэсурсам і другім па аб'ёме спажывання рэсурсам у цэлым. Бетон пакідае вялізны вугляродны след, і паколькі ён з'яўляецца асновай будаўнічых канструкцый, спыніць яго масавае выкарыстанне немагчыма. Стартап BioMason з Паўночнай Караліны выкарыстоўвае бактэрыі для вырошчвання біябетоннай цэглы, ствараючы альтэрнатыву цэменту. Яны змяшчаюць пясок у формы і ўводзяць у яго мікраарганізмы, запускаючы працэс, нечым падобны на стварэнне каралаў.
Архітэктар па адукацыі, спадарыня Крыг Дазье, на працягу дзесяці гадоў праводзіла даследаванні, перш чым адкрыла для сябе гэтую экалагічную альтэрнатыву цэгле і цэменту. Зараз яна можа вырабляць гэтую біябетонную цэглу за чатыры дні пры пакаёвай тэмпературы без выкарыстання выкапнёвага паліва. (крыніца)
7. Упершыню з дапамогай 3D-друкаркі, які выкарыстоўвае «біячарніла», былі надрукаваныя чалавечыя рагавіцы. Ствалавыя клеткі ад здаровага донара рагавіцы былі злучаныя з гелем, атрыманым з марскога багавіння і калагена, для стварэння «біячарнілаў».
Навукоўцы з Ньюкаслскага ўніверсітэта ў Вялікабрытаніі распрацавалі тэхналогію, якая можа дазволіць ствараць неабмежаваную колькасць рагавіц і вырашыць праблему дэфіцыту рагавіц для трансплантацыі ў будучыні. Выкарыстоўваючы недарагі 3D-біяпрынтэр, менш чым за дзесяць хвілін былі надрукаваныя чалавечыя рагавіцы з дапамогай «біячарнілаў», якія складаюцца са ствалавых клетак, альгінату (атрыманага з марскога багавіння) і калагена. Такім чынам, рагавіца можа быць створана ў адпаведнасці з індывідуальнымі параметрамі чалавека, гэта значыць памерам і формай яго вачэй. Прафесар Чэ Конан, які працуе ва ўніверсітэце, сказаў, што гэтыя надрукаваныя на 3D-друкарцы рагавіцы павінны прайсці выпрабаванні, якія могуць заняць гады, але вельмі верагодна, што ў найбліжэйшай будучыні яны стануць даступныя для трансплантацыі і дапамогуць людзям. (крыніца)
8. Навукоўцы стварылі эліксір, які змяшчае мікрачасціцы, які дазваляе людзям заставацца ў жывых, не дыхаючы, на працягу 30 хвілін.
Выжыванне без дыхання здаецца чымсьці з вобласці фантастыкі, але навукоўцы з Бостанскай дзіцячай бальніцы ўвасобілі гэта ў рэальнасць. Яны распрацавалі эліксір, напоўнены мікрачасціцамі, які дастаўляе кісларод да клетак чалавека на працягу паўгадзіны, нават калі ён не дыхае. Гэтыя мікрачасціцы ўяўляюць сабой тонкі пласт ліпідаў, які змяшчае невялікую бурбалку кіслароду, які можна ўводзіць у крывацёк у выглядзе вадкага раствора.
Ліпіды валодаюць досыць вялікім пляцам паверхні, каб пераносіць кісларод і забяспечваць кіслародны абмен, і пры гэтым досыць малыя, каб не закаркоўваць капіляры ў арганізме чалавека. Эліксір быў пратэставаны на жывёл, і было адзначана, што нават калі паветра не магло паступаць у лёгкія, жывёлы маглі заставацца жывымі на працягу 15 хвілін. У людзей яго можна выкарыстоўваць для падтрымання жыцця чалавека на працягу 30 хвілін. Гэта неверагоднае вынаходства можа выратаваць мноства жыццяў і знайсці прымяненне ў бальніцах, дапамагаючы ў надзвычайных сітуацыях у будучыні і падаючы лекарам больш часу для правядзення крытычна важных працэдур. (крыніца)
9. Біятэхналагічная кампанія AOBiome прадае жывыя бактэрыі, якія можна распыляць на скуру замест душа. Яны жадаюць стварыць больш экалагічны спосаб ачышчэння.
Раскажыце пра гэта свайму сябру, які ненавідзіць прымаць душ. Стартап AOBiome з Кембрыджа, штат Масачусэтс, распрацаваў бактэрыяльны тонік, які па кансістэнцыі і густу падобны на ваду, але змяшчае мільярды штамаў культываванай Nitrosomonas eutropha - амонійакісляльнай бактэрыі, якая, як ні дзіўна, звычайна сустракаецца ў бруднай вадзе. Навукоўцы біятэхналагічнага стартапа сцвярджаюць, што гэтая жывая бактэрыя некалі жыла на скуры чалавека, да таго як мы пачалі выкарыстоўваць мыла для мыцця. Яны заяўляюць, што яна дзейнічала як ачышчальнае, якое дэзадаруе і стымулятар імунітэту, сілкуючыся аміякам у нашым поце і ператвараючы яго ў аксід азоту і нітрыт. Nitrosomonas eutropha неабходна захоўваць пры нізкіх тэмпературах.
Стартап плануе прадаваць гэтыя жывыя бактэрыі ў якасці "касметыкі", паколькі гэта хутчэй вывесці прадукт на рынак, чым выкарыстоўваць яго ў медыцыне. У аснове прадукта ляжыць ідэя аб тым, што выкарыстанне агрэсіўных хімічных рэчываў у выглядзе мыла і шампуняў парушае натуральную мікрафлору скуры, што прыводзіць да шэрагу праблем: пазбаўляе скуру карысных бактэрый і спрыяе размнажэнню шкодных. На думку AOBiome, Nitrosomonas eutropha - Гэта больш экалагічны і бяспечны для скуры спосаб ачышчэння. (крыніца)
10. Распрацоўваная новая біянічная лінза для вока можа забяспечыць людзям зрок у тры разы лепш, чым 20/20, незалежна ад узросту. Тыя, хто вырашыцца на хірургічную імплантацыю, ніколі не захварэюць на катаракту.
Прадстаўце, што вы можаце бачыць прадметы на адлегласці 9 метраў гэтак жа выразна, як і прадметы на адлегласці 3 метраў. Менавіта гэта можа забяспечыць вам новая бізанічная лінза, якая імплантуецца, нават калі вам 100 гадоў! Доктар Гарт Уэб, оптамэтрыст з Брытанскай Калумбіі, вынайшаў «Біянічную лінзу Ocumetics», якая забяспечвае людзям ідэальны зрок. Ён лічыць, што кантактныя лінзы і акуляры з біянічнай лінзай застануцца ў далёкім мінулым.
Біянічная лінза імплантуецца хірургічным шляхам і з'яўляецца сродкам прафілактыкі катаракты, паколькі, у адрозненне ад натуральных лінзаў нашых вачэй, яна не руйнуецца з часам. Імплантацыя магчымая толькі асобам старэйшыя за 25 гадоў, паколькі да гэтага ўзросту структуры вочы поўнасцю сфарміраваны. Працэдура бязбольная і займае ўсяго восем хвілін. Доктар Уэб выдаткаваў апошнія восем гадоў свайго жыцця і каля трох мільёнаў даляраў на даследаванні гэтай лінзы, атрыманне глабальнага патэнта і стварэнне биомедицинского вытворчага прадпрыемства ў Дэльце, Брытанская Калумбія. (крыніца)