Nieuwe technologieën veranderen snel de manier waarop we biologische systemen ontwerpen. Deze technologieën omvatten vooruitgang op het gebied van genbewerking, synthetische biologie en kunstmatige intelligentie, waardoor onderzoekers en ingenieurs biologische systemen met ongekende precisie en controle kunnen manipuleren, ontwerpen en creëren.

Genbewerking: Met technieken voor het bewerken van genen, zoals CRISPR-Cas9, kunnen wetenschappers precieze veranderingen aanbrengen in het DNA van organismen. Deze technologie heeft een revolutie teweeggebracht op het gebied van genetische manipulatie, waardoor genetisch gemodificeerde organismen met specifieke eigenschappen of kenmerken kunnen worden gecreëerd. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld genbewerking gebruikt om ziekteresistente gewassen te creëren, vee met verbeterde eigenschappen en micro-organismen die biobrandstoffen produceren.

Synthetische biologie: Synthetische biologie is het ontwerp en de constructie van nieuwe biologische systemen of functies die in de natuur niet bestaan. Dit veld omvat het combineren van elementen uit verschillende organismen of het creëren van geheel nieuwe genetische circuits en routes. Synthetische biologie heeft toepassingen op een groot aantal gebieden, waaronder de ontdekking van geneesmiddelen, de productie van biobrandstoffen en milieusanering. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld synthetische biologie gebruikt om bacteriën te creëren die antimalariamedicijnen kunnen produceren, en gist die biobrandstoffen kunnen produceren.

Kunstmatige intelligentie (AI): AI is een zich snel ontwikkelend vakgebied waarbij intelligente machines en algoritmen worden gecreëerd die van gegevens kunnen leren en taken autonoom kunnen uitvoeren. AI heeft het potentieel om het vakgebied van de biologische engineering te transformeren door onderzoekers in staat te stellen grote datasets te analyseren en interpreteren, biologische systemen te ontwerpen en te optimaliseren en experimentele processen te automatiseren. AI is bijvoorbeeld gebruikt om potentiële medicijndoelen te identificeren, nieuwe eiwitten te ontwerpen en de productie van biobrandstoffen te optimaliseren.

Deze nieuwe technologieën hebben een diepgaande invloed op de manier waarop we biologische systemen ontwerpen. Ze stellen onderzoekers en ingenieurs in staat nieuwe en verbeterde organismen te creëren met ongekende precisie en controle. Dit leidt tot vooruitgang op een groot aantal terreinen, waaronder de geneeskunde, de landbouw en de milieuwetenschappen.

Hier zijn enkele specifieke voorbeelden van hoe nieuwe technologieën worden gebruikt om de engineering van biologische systemen te beïnvloeden:

* In de geneeskunde: Nieuwe technologieën worden gebruikt om nieuwe behandelingen te ontwikkelen voor ziekten zoals kanker, diabetes en hartziekten. Genbewerking wordt bijvoorbeeld gebruikt om CAR T-celtherapie te ontwikkelen, waarbij de eigen immuuncellen van een patiënt genetisch worden gemodificeerd om kankercellen te targeten en te vernietigen.

* In de landbouw: Er worden nieuwe technologieën gebruikt om gewassen te ontwikkelen die beter bestand zijn tegen plagen, ziekten en droogte. Synthetische biologie wordt bijvoorbeeld gebruikt om droogteresistente gewassen te creëren die kunnen groeien in gebieden met beperkte watervoorraden.

* In milieuwetenschappen: Nieuwe technologieën worden gebruikt om nieuwe manieren te ontwikkelen om vervuiling op te ruimen en het milieu te beschermen. Zo wordt synthetische biologie gebruikt om bacteriën te creëren die verontreinigende stoffen kunnen afbreken en omzetten in onschadelijke stoffen.

De potentiële toepassingen van deze nieuwe technologieën zijn enorm. Ze stellen onderzoekers en ingenieurs in staat nieuwe en innovatieve oplossingen te creëren voor enkele van de meest urgente problemen ter wereld.