1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 18, № 3, 2023

Российские нанотехнологии, 2023, T. 18, № 3, стр. 311-319

Синтетическая биология: основные характеристики направления

М. В. Патрушев 1, А. А. Борисова 1, *, З. Б. Намсараев 1

1 Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Москва, Россия

* E-mail: annalexborisova@yandex.ru

Поступила в редакцию 21.04.2023
После доработки 21.04.2023
Принята к публикации 24.04.2023

Аннотация

Синтетическая биология – это междисциплинарная область науки и технологий, направленная на разработку методов и подходов проектирования и конструирования живых систем на разных уровнях их организации на основе инженерных принципов. Описаны основные характеристики синтетической биологии, одного из наиболее перспективных и интересных направлений в биологических науках. Подробно рассмотрены современные методы и подходы, используемые для создания новых видов биологических систем, их функциональных блоков и компонентов. Особое внимание уделяется действиям по стимулированию развития синтетической биологии в России. Для этого необходимо более широкое применение процессного подхода и инженерных принципов, формирование централизованного депозитария функциональных генетических элементов, стандартизация используемых компонентов и процедур, более глубокий анализ геномов живых объектов из фондов биоресурсных коллекций с депонированием информации в Национальную базу генетической информации, интенсификация разработок оборудования для высокопроизводительного синтеза нуклеотидных последовательностей.

Список литературы

  1. Tirard S. // Cahiers François Viète. Nantes Université. 2015. II-6/7. P. 137. https://doi.org/10.4000/cahierscfv.2968

  2. Cameron D.E., Bashor C.J., Collins J.J. // Nat. Rev. Microbiol. 2014. V. 12. № 5. P. 381. https://doi.org/10.1038/nrmicro3239

  3. Meng F., Ellis T. // Nat. Commun. 2020. V. 11. № 1. P. 5174. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19092-2

  4. Guindani C., da Silva L.C., Cao S. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2022. V. 61. № 16. P. e202110855. https://doi.org/10.1002/anie.202110855

  5. Venter J.C., Glass J.I., Hutchison C.A., Vashee S. // Cell. 2022. V. 185. № 15. P. 2708. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.06.046

  6. Garner K.L. // Essays Biochem. 2021. V. 65. № 5. P. 791. https://doi.org/10.1042/ebc20200059

  7. Marucci L., Barberis M., Karr J. et al. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2020. V. 8. https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00942

  8. McAdams H.H., Shapiro L. // Science. 1995. V. 269. № 5224. P. 650. https://doi.org/10.1126/science.7624793

  9. Singh V. // Syst. Synth. Biol. 2014. V. 8. № 4. P. 271. https://doi.org/10.1007/s11693-014-9154-6

  10. Buecherl L., Mitchell T., Scott-Brown J. et al. // J. Integr. Bioinform. 2023. V. 20. № 1. https://doi.org/10.1515/jib-2022-0058

  11. Costello A., Badran A.H. // Trends Biotechnol. 2021. V. 39. № 1. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2020.05.013

  12. Guazzaroni M.-E., Silva-Rocha R., Ward R.J. // Microbial Biotechnology. 2015. V. 8. № 1. P. 52. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12146

  13. Macfarlane N.B.W., Adams J., Bennett E.L. et al. // iScience. 2022. V. 25. № 11. P. 105423. https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.105423

  14. Zhang Y., Ding W., Wang Z. et al. // Adv. Biol. 2021. V. 5. № 3. P. 2000252. https://doi.org/10.1002/adbi.202000252

  15. Fredens J., Wang K., de la Torre D. et al. // Nature. 2019. V. 569. № 7757. P. 514.https://doi.org/10.1038/s41586-019-1192-5

  16. Machens F., Balazadeh S., Mueller-Roeber B., Messerschmidt K. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2017. V. 5. P. 63. https://doi.org/10.3389/fbioe.2017.00063

  17. Schmidt C.M., Smolke C.D. // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2019. V. 11. № 1. P. a032532. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a032532

  18. Cui S., Lv X., Xu X. et al. // ACS Synth. Biol. 2021. V. 10. № 7. P. 1587. https://doi.org/10.1021/acssynbio.1c00073

  19. Lv X., Hueso-Gil A., Bi X. et al. // Curr. Opin. Biotechnol. 2022. V. 76. P. 102724 https://doi.org/10.1016/j.copbio.2022.102724

  20. Endy D. // Nature. 2005. V. 438. № 7067. P. 449. https://doi.org/10.1038/nature04342

  21. Gurdo N., Volke D.C., Nikel P.I. // Trends Biotechnol. 2022. V. 40. № 10. P. 1148. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2022.03.004

  22. Hall D.A., Manabhan N.A., Choi C. et al. // 2022 IEEE International Solid- State Circuits Conference (ISSCC). 2022. V. 65. P. 1. https://doi.org/10.1109/ISSCC42614.2022.9731770

  23. Gallagher R.R., Li Z., Lewis A.O., Isaacs F.J. // Nat Protoc. 2014. V. 9. № 10. P. 2301. https://doi.org/10.1038/nprot.2014.082

  24. Deng A., Sun Z., Wang T. et al. // Front. Microbiol. 2021. V. 12. P. 714449. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.714449

  25. Song L.-F., Deng Z.-H., Gong Z.-Y. et al. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2021. V. 9. P. 89797. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.689797

  26. Hoose A., Vellacott R., Storch M. et al. // Nat. Rev. Chem. 2023. V. 7. № 3. P. 144. https://doi.org/10.1038/s41570-022-00456-9

  27. Mutalik V.K., Guimaraes J.C., Cambray G. et al. // Nat. Methods. 2013. V. 10. № 4. P. 347. https://doi.org/10.1038/nmeth.2403

  28. https://www.synbiobeta.com

  29. https://igem.org

  30. Blight K.J., Kolykhalov A.A., Rice C.M. // Science. 2000. V. 290. № 5498. P. 1972. https://doi.org/10.1126/science.290.5498.1972

  31. Pretorius I.S., Boeke J.D. // FEMS Yeast Res. 2018. V. 18. № 4. P. foy032. https://doi.org/10.1093/femsyr/foy032

  32. Lajoie M.J., Rovner A.J., Goodman D.B. et al. // Science. 2013. V. 342. № 6156. P. 357. https://doi.org/10.1126/science.1241459

  33. Wang H.H., Isaacs F.J., Carr P.A. et al. // Nature. 2009. V. 460. № 7257. P. 894. https://doi.org/10.1038/nature08187

  34. Becker M.M., Graham R.L., Donaldson E.F. et al. // Proc. Nat. Acad. Sci. 2008. V. 105. № 50. P. 19944. https://doi.org/10.1073/pnas.0808116105

  35. Gibson D.G., Glass J.I., Lartigue C. et al. // Science. 2010. V. 329. № 5987. P. 52. https://doi.org/10.1126/science.1190719

  36. Boles K.S., Kannan K., Gill J. et al. // Nat. Biotechnol. 2017. V. 35. № 7. P. 672. https://doi.org/10.1038/nbt.3859

  37. Champer J., Buchman A., Akbari O.S. // Nat. Rev. Genet. 2016. V. 17. № 3. P. 146. https://doi.org/10.1038/nrg.2015.34

  38. Hodgman C.E., Jewett M.C. // Metab. Eng. 2012. V. 14. № 3. P. 261. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2011.09.002

  39. Ermakova M., Danila F.R., Furbank R.T., von Caemmerer S. // Plant J. 2020. V. 101. № 4. P. 940. https://doi.org/10.1111/tpj.14562

  40. Zilinskas R. // Nat Biotechnol. 1984. V. 2. № 7. P. 610. https://doi.org/10.1038/nbt0784-610

  41. Mao N., Aggarwal N., Poh C.L. et al. // Adv. Genet. 2021. V. 2. № 1. P. e10038. https://doi.org/10.1002/ggn2.10038

  42. Gunitseva N., Evteeva M., Borisova A. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 8. P. 6894. https://doi.org/10.3390/ijms24086894

  43. Vasilev R., Gunitseva N., Shebanova R. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 16. P. 9289. https://doi.org/10.3390/ijms23169289

  44. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Biodefense in the Age of Synthetic Biology. Washington, DC: The National Academies Press, 2018.

  45. Opgenorth P., Costello Z., Okada T. et al. // ACS Synth. Biol. 2019. V. 8. № 6. P. 1337. https://doi.org/10.1021/acssynbio.9b00020

  46. Carbonell P., Jervis A.J., Robinson C.J. et al. // Commun Biol. 2018. V. 1. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1038/s42003-018-0076-9

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал