செயற்கை உயிரியல்: அது என்ன மற்றும் வட்ட பொருளாதாரத்துடன் அதன் உறவு
செயற்கை உயிரியலைப் பற்றி மேலும் அறிக, நாம் விரும்புவதை உற்பத்தி செய்ய உயிரினங்களை ஒருங்கிணைக்கும் திறன் கொண்ட விஞ்ஞானம் மற்றும் அது சுற்றுச்சூழலுடன் எவ்வாறு தொடர்புபடுத்துகிறது
Unsplash இல் பில் ஆக்ஸ்போர்டு படம்
நீங்கள் அணியும் ஆடைகளை உற்பத்தி செய்யும் சிலந்திகளும் பூச்சிகளும்? இது விசித்திரமாகத் தெரிகிறது, ஆனால் ஏற்கனவே இதைச் செய்யும் நிறுவனங்கள் உள்ளன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிலந்திகளின் டிஎன்ஏவை ஆய்வு செய்து அவை எவ்வாறு பட்டு இழைகளை உருவாக்குகின்றன என்பதை ஆய்வு செய்தனர். எனவே, நுண்ணோக்கின் கீழ், இயற்கையான அதே வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்ட நீர், சர்க்கரை, உப்பு மற்றும் ஈஸ்ட் ஆகியவற்றிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு நார்ச்சத்தை ஆய்வகத்தில் இனப்பெருக்கம் செய்ய முடிந்தது. பசுவிலிருந்து வராத "பசுவின் பால்" ஏற்கனவே உள்ளது மற்றும் ஒரு மீனின் பிசுபிசுப்பான பொருளிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் எஃகு விட வலிமையான ஒரு இழை கூட உள்ளது. இவை அனைத்தும் செயற்கை உயிரியலின் பயன்பாட்டிற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்.
செயற்கை உயிரியல்
20 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில், ஒரு உயிரி தொழில்நுட்ப புரட்சி தொடங்கியது, அதில் உயிரியலின் புதிய இழைகள் தோன்றின. செயற்கை உயிரியல் என்பது 2003 இல் அதிகாரப்பூர்வமாக தோன்றியதிலிருந்து முக்கியத்துவம் பெற்ற ஒரு பகுதி, மேலும் தொழில், சுற்றுச்சூழல் மற்றும் மனித ஆரோக்கியத்தில் அதன் முக்கிய பயன்பாட்டு சாத்தியக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது.
செயற்கை உயிரியலின் வரையறையானது ஆராய்ச்சியின் வெவ்வேறு பகுதிகளை (வேதியியல், உயிரியல், பொறியியல், இயற்பியல் அல்லது கணினி அறிவியல்) ஒருங்கிணைத்து புதிய உயிரியல் கூறுகளை உருவாக்குவதன் மூலம் வழங்கப்படுகிறது, மேலும் ஏற்கனவே இருக்கும் இயற்கை உயிரியல் அமைப்புகளின் மறுவடிவமைப்பும் இதில் அடங்கும். மறுசீரமைப்பு டிஎன்ஏ தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவது (வெவ்வேறு மூலங்களிலிருந்து வரும் டிஎன்ஏ வரிசை) செயற்கை உயிரியலுக்கு ஒரு சவாலாக இல்லை, அது ஏற்கனவே நிகழ்கிறது; மனிதகுலத்தின் தற்போதைய தேவைகளை பூர்த்தி செய்யும் உயிரினங்களை வடிவமைப்பதே பந்தயம்.
செயற்கை உயிரியலின் கூட்டாளி பயோமிமிக்ரி ஆகும், இது இயற்கையால் ஈர்க்கப்பட்ட நமது தேவைகளுக்கு தீர்வுகளைத் தேடுகிறது. செயற்கை உயிரியலின் மூலம் ஒரு பகுதி மட்டும் இல்லாமல் முழு அமைப்புகளையும் மீண்டும் உருவாக்க முடியும்.
2010 முதல் செயற்கை உயிரியல் புகழ் பெற்றது. அந்த ஆண்டு, அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜான் கிரெய்க் வென்டர் தனித்துவமான ஒன்றைச் சாதிக்க முடிந்தது: வரலாற்றில் முதல் செயற்கையாக வாழ்ந்த ஆய்வக உயிரினத்தை உருவாக்கினார். அவர் ஒரு புதிய வாழ்க்கை வடிவத்தை உருவாக்கவில்லை, ஆனால் டிஜிட்டல் தரவுகளிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட டிஎன்ஏவை "அச்சிடினார்", மேலும் அதை ஒரு உயிருள்ள பாக்டீரியாவாக அறிமுகப்படுத்தினார், அதை பாக்டீரியாவின் செயற்கை பதிப்பாக மாற்றினார். மைக்கோபிளாஸ்மா மைக்காய்டுகள். வென்டர் இதுவே "கணினியைப் பெற்ற முதல் உயிரினம்" என்று கூறுகிறார்.
இன்று இணையத்தில் ஒரு தரவுத்தளம் உள்ளது, ஆயிரக்கணக்கான டிஎன்ஏ "சமையல்கள்" அச்சிடப்படும். உயிர் செங்கல்கள். செயற்கை மரபணுவைக் கொண்ட பாக்டீரியாக்கள் அவற்றின் இயற்கையான பதிப்பைப் போலவே செயல்படுகின்றன, மேலும் பட்டு மற்றும் பால் போன்ற சில பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்காக பாக்டீரியாவை மீண்டும் உருவாக்கி அவற்றை நாம் விரும்பும் வழியில் செயல்பட வைக்க முடியும்.
இந்த உரையின் தொடக்கத்தில் குறிப்பிட்டுள்ள சிலந்திகளை அவதானித்து பட்டு இழைகளை உற்பத்தி செய்யும் நிறுவனம் போல்ட் த்ரெட்ஸ் ஆகும். செயற்கையான "பசுவின் பால்" முஃப்ரி ஆகும், இது சைவ உணவு உண்பவர்கள் இருவரால் உருவாக்கப்பட்டது. இது பீர் போன்ற அதே கொள்கைகளில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது மற்றும் பொருட்கள் (என்சைம்கள், புரதங்கள், கொழுப்புகள், கார்போஹைட்ரேட்டுகள், வைட்டமின்கள், தாதுக்கள் மற்றும் நீர்) கலவையாகும். இந்த "செயற்கை பால்" அசல் அதே சுவை மற்றும் ஊட்டச்சத்து பண்புகளை கொண்டுள்ளது. மிகை-எதிர்ப்பு இழை என்பது பென்திக் லேப்ஸ் ஆய்வகத்தின் வேலை ஆகும், இது கயிறுகள், பேக்கேஜிங், ஆடை மற்றும் சுகாதார பொருட்கள் போன்ற பல்வேறு பொருட்களை உற்பத்தி செய்கிறது. ஹாக்ஃபிஷ் (மிக்சினி என்றும் அழைக்கப்படும் ஒரு வகை மீன்). மீனின் டிஎன்ஏ குறியீடு பாக்டீரியா காலனியில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது, இது இழையை ஒருங்கிணைக்கத் தொடங்குகிறது. இது ஒரு முடியை விட பத்து மடங்கு மெல்லியதாகவும், நைலான், எஃகு போன்றவற்றை விட வலிமையானதாகவும், உறிஞ்சக்கூடிய மற்றும் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
ஆய்வுகள் முன்னேறும்போது இதுபோன்ற "இயற்கை" வளங்களை மீண்டும் உருவாக்க முடிந்தால், செயற்கை உயிரியல் சில மூலப்பொருட்களின் பயன்பாட்டை மாற்றும். எனவே, எண்ணெய் கசிவுகள் அல்லது பிளாஸ்டிக் சாப்பிடும் பாக்டீரியாக்களை உறிஞ்சும் தொழில்நுட்பங்களைப் போலவே, இந்த தொழில்நுட்பம் வட்ட பொருளாதாரம் என்ற கருத்துக்கு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த காரணியாக அறிமுகப்படுத்தப்படலாம்.
செயற்கை உயிரியலை வட்டப் பொருளாதாரத்தில் இணைத்தல்
Unsplash இல் Rodion Kutsaev படம்
வட்டப் பொருளாதாரம் என்பது ஒரு மூடிய சுழற்சியைக் குறிக்கும் ஒரு கட்டமைப்பு மாதிரியாகும், இதில் இழப்பு அல்லது கழிவு இல்லை. எலன் மகார்த்தூர் அறக்கட்டளையின் படி, வட்டப் பொருளாதாரத்தின் மூன்று கொள்கைகள்:
- இயற்கை மூலதனத்தைப் பாதுகாத்தல் மற்றும் அதிகரித்தல், வரையறுக்கப்பட்ட பங்குகளைக் கட்டுப்படுத்துதல் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க வளங்களின் ஓட்டங்களை சமநிலைப்படுத்துதல்;
- எல்லா நேரங்களிலும் தொழில்நுட்ப மற்றும் உயிரியல் சுழற்சிகளில் வளங்கள், புழக்கத்தில் உள்ள பொருட்கள், கூறுகள் மற்றும் பொருட்களின் உற்பத்தியை மேம்படுத்துதல்;
- அமைப்பின் செயல்திறனை ஊக்குவித்தல், எதிர்மறையான வெளிப்புறங்களை வெளிப்படுத்துதல் மற்றும் திட்டங்களில் அவற்றை விலக்குதல்.
நாம் தற்போது ஒரு நேரியல் உற்பத்தி அமைப்பில் வாழ்கிறோம். நாங்கள் பிரித்தெடுக்கிறோம், உற்பத்தி செய்கிறோம், நுகருகிறோம் மற்றும் அகற்றுகிறோம். ஆனால் இயற்கை வளங்கள் வரையறுக்கப்பட்டவை, அவற்றை நாம் பாதுகாக்க வேண்டும் - இது வட்டப் பொருளாதாரத்தின் முதல் கொள்கை.
செயற்கை உயிரியல் மூலம், எதிர்காலத்தில், சில இயற்கை வளங்களை பிரித்தெடுக்கும் திறனை நாம் பெறலாம். சுற்றுச்சூழலைப் பாதுகாப்பதோடு மட்டுமல்லாமல், அதிக அளவு ஆற்றலைச் சேமிப்போம் மற்றும் தொட்டில் முதல் தொட்டில் மாதிரிக்கு நெருக்கமாகச் செல்வோம் (தொட்டில் தொட்டில் - கழிவு பற்றிய யோசனை இல்லாத அமைப்பு).
பொருட்களை மாற்றுதல்
பாக்டீரியாவைக் கட்டுப்படுத்தும் திறன் மற்றும் அவை நமக்கு வேலை செய்யும் திறன் பல்வேறு மாற்று உள்ளீடுகள் அல்லது செயல்முறைகளை உருவாக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக: சுழற்சியில் மீண்டும் ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய புதிய மக்கும் பொருட்களை உருவாக்குதல், இப்போது மற்ற உயிரினங்களுக்கு ஊட்டச்சத்துக்களாக, பயிர்களுக்கு உரமாகப் பயன்படுகிறது.
செயற்கை உயிரியலால் உருவாக்கப்பட்ட சில வகையான பாலிமர்கள் ஏற்கனவே உள்ளன, அதாவது சர்க்கரையின் நொதித்தலில் இருந்து தயாரிக்கப்படும் பிளாஸ்டிக் மற்றும் மண்ணில் உள்ள நுண்ணுயிரிகளால் இயற்கையாக சிதைந்துள்ளது. சோளம், உருளைக்கிழங்கு, கரும்பு, மரம் போன்ற பயோபிளாஸ்டிக் தயாரிக்க மற்ற பொருட்களையும் பயன்படுத்தலாம். காளான் மைசீலியத்தால் செய்யப்பட்ட பேக்கேஜ்களும் உள்ளன (கீழே உள்ள படம்) அவை வடிவமைக்கப்படலாம் மற்றும் ஸ்டைரோஃபோமை மாற்றலாம்.
படம்: மைக்கோபாண்ட் மூலம் விவசாயக் கழிவுகளிலிருந்து மைசீலியம் பயோமெட்டீரியலைப் பயன்படுத்தி சுற்றுச்சூழல் வடிவமைப்பால் தயாரிக்கப்பட்ட மக்கும் பேக்கேஜிங் உரிமம் (CC BY-SA 2.0)
உலகம் முழுவதும் மதிப்பிடப்படும் பிற பயன்பாடுகள் இன்னும் வளர்ச்சி நிலையில் உள்ளன... இன்று செயற்கை ரப்பர் முற்றிலும் பெட்ரோ கெமிக்கல் மூலங்களிலிருந்து பெறப்பட்டது, எனவே ஆராய்ச்சிகள் டயர்களை உருவாக்க முயற்சி செய்கின்றன. BioIsoprene. தாவர நொதிகள் மரபணு பரிமாற்றத்தின் மூலம் நுண்ணுயிரிகளில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன, இதனால் ஐசோபிரீன் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. பிரேசிலில், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்தி மீத்தேன் மக்கும் பிளாஸ்டிக்காக மாற்றும் முறை ஆய்வு செய்யப்பட்டு வருகிறது. இரசாயனங்கள், அக்ரிலிக், தடுப்பூசி உருவாக்கம், விவசாயக் கழிவுகள் சுத்திகரிப்பு, நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள் போன்றவை செயற்கை உயிரியல் தயாரிப்புகளின் எடுத்துக்காட்டுகளாகும், அவை மீண்டும் நீரோட்டத்தில் செருகப்பட்டு, சுழற்சி முறையை உருவாக்குகின்றன.
வட்டப் பொருளாதாரத்தின் இரண்டாவது கொள்கையைச் சேர்க்க, செயற்கை உயிரியல் அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட மற்றும் நீண்ட காலம் நீடிக்கும் பொருட்களை உருவாக்க முடியும், நிலையான பழுது, பகுதிகளை மாற்றுவது அல்லது புதிய தயாரிப்புகளை அடிக்கடி வாங்குவது கூட தேவையில்லை. மற்ற செயல்முறைகளில் எளிதாக மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய, புதிய தயாரிப்புகளை உருவாக்க அல்லது எளிதாக மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய பொருட்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இந்த அனுமானப் பொருட்கள் அனைத்தும் இந்த நிலைமைகளைக் கொண்டிருந்தால், அவை கழிவுகளாக மாறாது, மாசுபாடு மற்றும் நிலப்பரப்புகளில் அகற்றுவது குறைகிறது, அதாவது, அவை தொடர்ந்து பயன்படுத்தப்படும்.
கதையின் மறுபக்கம்
இந்த தொழில்நுட்பம் இன்னும் மிகவும் சமீபத்தியது மற்றும் செயற்கையானவற்றால் மாற்றக்கூடிய அதிகமான பயன்பாடுகள் மற்றும் பொருட்களின் கண்டுபிடிப்புடன், சுற்றுச்சூழலில் இருந்து வளங்களை பிரித்தெடுப்பது குறைகிறது, இது இயற்கையாக மீட்க அனுமதிக்கிறது. சுற்றுச்சூழலின் பின்னடைவை மீட்டெடுப்பதன் மூலம், சமநிலை மீட்டமைக்கப்படுகிறது, மேலும் நிலையான கிரகத்தில் நாம் வாழ முடியும்.
ஆனால் எல்லாவற்றையும் நன்றாகப் போலவே, சில முரண்பாடுகளும் உள்ளன. தீவிர மரபணு பொறியியலாகக் கருதப்படும் இந்த விஞ்ஞானப் பிரிவுக்கு அதிகாரப்பூர்வ கருத்துக்கள் தேவை. எந்தவொரு பிழையின் வாய்ப்பையும் தவிர்க்க தயாரிப்புகள் விரிவான விதிமுறைகளையும் பரிந்துரைகளையும் கொண்டிருக்க வேண்டும், இதனால் அவை வணிகமயமாக்கப்படுவதற்கு முன்பு அபாயங்களும் நன்மைகளும் தெளிவாகத் தெரியும். செயற்கை உயிரியலில் ஆரம்ப சோதனைகள் பொருளாதார ரீதியாக மிகவும் நம்பிக்கைக்குரியதாக இருந்ததால், இன்னும் பல கட்டுப்பாடுகள் இல்லை, இது ஒரு பிரச்சனையாக இருக்கலாம்.
சுற்றுச்சூழலில் எதிர்பாராத வகையில் செயல்படக்கூடிய செயற்கை நுண்ணுயிரிகளின் உருவாக்கத்துடன் பல்லுயிர் இழப்பு ஏற்படக்கூடிய எதிர்மறை விளைவுகளில் ஒன்றாகும். எடுத்துக்காட்டாக: ஒரு செயற்கை நுண்ணுயிரியை வேண்டுமென்றே அல்லது வெளியிடவில்லை என்றால், சில சமயங்களில் இயற்கையில் கேள்விப்படாத, அது ஒரு படையெடுப்பாளர் போல நடந்துகொண்டு பரவி, முழு சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளையும் சீர்குலைக்கும், மேலும் "வேட்டையாடுவது" மற்றும் அனைத்து பாக்டீரியாக்களையும் அகற்றுவது சாத்தியமில்லை. சூழல்.
சமூகப் பிரச்சினையில், வளர்ந்த நாடுகளை விட ஏழை நாடுகள் அதிகம் பாதிக்கப்படலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளின் வெகுஜன உற்பத்திக்கு நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்துவது முழு இயற்கை பயிர்களையும் மாற்றிவிடும், இதனால் மில்லியன் கணக்கான குடும்பங்கள் வேலையில்லாமல் போகும். இருப்பினும், பாக்டீரியாவுக்கு உணவளிக்க ஒற்றைப்பயிர்களின் தேவை இருக்கும், ஏனெனில் அவற்றின் ஆற்றல் மூலமானது உயிர்ப்பொருளாகும்.
பெரிய அளவில், சில பொருட்களுக்கு சர்க்கரை போன்ற கரிமப் பொருட்கள் அதிகம் தேவைப்படும். வேலையில்லாத குடும்பங்கள் கரும்புகளை மட்டுமே பயிரிடத் தொடங்கும் (உயிர் எரிபொருள்கள் ஏற்கனவே நில பயன்பாட்டில் பெரிய மாற்றங்களைக் கொண்டு வந்துள்ளன), இது நிலம், நீர் மற்றும் பூச்சிக்கொல்லிகளின் அதிகரித்த பயன்பாடு போன்றவற்றைப் பாதிக்கும்.
இந்தக் கேள்விகள் அனைத்தும் உயிரியல் நெறிமுறைகளுடன் நேரடியாக தொடர்புடையவை. செயற்கை உயிரியலின் ஆற்றல் மகத்தானது. நாம் விரும்பும் விதத்தில் உயிரினங்களை வடிவமைப்பது அவற்றை கணிக்க முடியாததாக ஆக்குகிறது, எனவே விஞ்ஞானிகளும் சமூகமும் அரசாங்கங்களின் ஆதரவுடன் இந்த சக்தியை பொறுப்புடனும் பாதுகாப்பாகவும் பயன்படுத்த வேண்டும். இது எப்போதும் ஒரு தந்திரமான கேள்வி.
இந்த நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை காரணிகள் அனைத்தும் வட்ட பொருளாதாரத்திற்கும் நமது கிரகத்திற்கும் உதவலாம் அல்லது காயப்படுத்தலாம். ஆனால் இந்த விஷயத்தில் இன்னும் நிறைய விவாதங்கள் மற்றும் நிறைய அறிவு எழுப்பப்பட வேண்டும். செயற்கை உயிரியல் என்பது எதிர்காலத்திற்கான ஒரு போக்கு என்பதை மறுப்பதற்கில்லை, ஆனால் இந்த மேம்பட்ட தொழில்நுட்பம் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படும் என்பதை வரையறுப்பது மிக முக்கியமான விஷயம்.
செயற்கை உயிரியலின் விளைவுகள் பற்றிய முக்கியமான வீடியோவைப் பாருங்கள்.
