Suche
Mein Konto
Οι επιστήμονες φέρνουν επανάσταση στη βιοτεχνολογία: τεχνητά κύτταρα στο επίκεντρο!
Το Πανεπιστήμιο του Μονάχου ερευνά το BioSysteM: Καινοτόμες προσεγγίσεις για το σχεδιασμό βιολογικών συστημάτων και βιώσιμων τεχνολογιών.
Οι επιστήμονες φέρνουν επανάσταση στη βιοτεχνολογία: τεχνητά κύτταρα στο επίκεντρο!
Το Cluster of Excellence BioSysteM έχει θέσει ως στόχο να ερευνήσει τον στοχευμένο σχεδιασμό και τον έλεγχο των βιολογικών συστημάτων. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση, που συνοψίζεται στον όρο «μηχανική βιολογία», ξεχωρίζει από την παραδοσιακή συνθετική βιολογία. Ενώ το τελευταίο συχνά στοχεύει στη δημιουργία νέων βιολογικών οργανισμών, το BioSysteM εστιάζει στο σχεδιασμό μοριακών δομικών στοιχείων όπως οι πρωτεΐνες και το DNA για την εκπλήρωση συγκεκριμένων εργασιών. Αυτό ανοίγει νέες προοπτικές για την ανάπτυξη πολύπλοκων βιολογικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων τεχνητών κυττάρων και μοριακών μηχανών, που μπορούν να μετασχηματιστούν σε διάφορους τομείς εφαρμογής.
Κεντρική πτυχή της έρευνας του συμπλέγματος είναι ο ρόλος της τεχνητής νοημοσύνης (AI). Η τεχνητή νοημοσύνη βοηθά τους επιστήμονες να αναγνωρίζουν περίπλοκα μοτίβα και να προτείνουν βέλτιστα σχέδια για νέες πρωτεΐνες. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή η κατασκευή νέων συστημάτων σε μοριακό επίπεδο απαιτεί βαθιά κατανόηση τόσο των βιολογικών όσο και των αρχών της μηχανικής. Η διεπιστημονική συνεργασία μεταξύ της βιοφυσικής, της βιοχημείας, της μοριακής βιολογίας, της βιομηχανικής, της επιστήμης των υπολογιστών και της ιατρικής θεωρείται απαραίτητη.
Διεπιστημονικότητα στην κατάρτιση και την έρευνα
Στα πλαίσια της εκπαίδευσης, αξιοσημείωτο είναι το μάθημα «Συνθετική Βιολογία» στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Ντάρμσταντ. Αυτό το πρόγραμμα σπουδών που διδάσκεται στα αγγλικά συνδυάζει τις επιστήμες της μηχανικής με τη μοριακή βιολογία και δίνει τη δυνατότητα στους μαθητές να εξοπλίσουν τα βιολογικά κύτταρα με νέες μοριακές λειτουργίες. Η εστίαση είναι στην πρακτική εργαστηριακή εργασία καθώς και στην κατανόηση της μαθηματικής μοντελοποίησης βιολογικών συστημάτων. Αυτό προάγει τη δημιουργική και καινοτόμο σκέψη, η οποία είναι απαραίτητη για την επίλυση βιολογικών προβλημάτων.
Το πρόγραμμα σπουδών προσφέρει επίσης την ευκαιρία να μεταφέρετε τη μαθημένη γνώση στα δικά σας ερευνητικά έργα. Οι μαθητές λαμβάνουν ολοκληρωμένη υποστήριξη μέσω της εκπαίδευσης στη διαπολιτισμική και επιστημονική επικοινωνία, η οποία τους προετοιμάζει βέλτιστα για μελλοντικές προκλήσεις σε αυτόν τον διεπιστημονικό τομέα.
Η βιοευφυΐα ως νέο παράδειγμα
Παράλληλα με τις εξελίξεις στη συνθετική βιολογία, η έννοια της βιονοημοσύνης γίνεται όλο και πιο σημαντική. Αυτή η ιδέα βασίζεται στη σύγκλιση των βιοεπιστημών, της μηχανικής και της επιστήμης των υπολογιστών. Συστηματικά αναπτυγμένα βιοευφυή συστήματα, τα οποία περιλαμβάνουν τεχνικά και βιολογικά στοιχεία καθώς και βρόχους ανάδρασης, μπορούν να έχουν χαρακτηριστικά που μπορούν να περιγραφούν ως ευφυή. Στόχος τέτοιων συστημάτων είναι ο βιώσιμος σχεδιασμός τόσο των προϊόντων όσο και των διαδικασιών παραγωγής σε ζωτικούς τομείς όπως η υγεία, η διατροφή, η ενέργεια και η στέγαση.
Ένα βιοευφυές σύστημα αναγνωρίζεται ως τέτοιο εάν χρησιμοποιεί προληπτικά βιολογικούς πόρους και λειτουργεί σε αρμονία με το φυσικό περιβάλλον. Αυτές οι αρχές συνάδουν με τους στόχους του BioSysteM, οι οποίοι περιλαμβάνουν επίσης τη βιώσιμη βιοπαραγωγή και την επιστήμη των υλικών. Έργα όπως η ανάπτυξη βιοεμπνευσμένων αισθητήρων καταδεικνύουν τις δυνατότητες αυτής της ερευνητικής περιοχής.
Τέλος, οι δημόσιες σχέσεις αποτελούν ουσιαστικό μέρος αυτών των προσπαθειών. Μέσω των «Biomolecular Design Studios», σε συνεργασία με το Γερμανικό Μουσείο, το κοινό συμπεριλαμβάνεται σε ανοιχτές συζητήσεις για τους κινδύνους και τις ευκαιρίες της έρευνας. Υποστήριξη σε αυτούς τους προβληματισμούς παρέχεται από κοινωνιολόγους της επιστήμης και της τεχνολογίας, όπως η Ruth Müller, η οποία ρίχνει φως στα κοινωνικά πλαίσια της έρευνας.
Συνολικά, δείχνει ότι ο συνδυασμός των εξελικτικών αρχών με την τεχνητή νοημοσύνη και τον ορθολογικό σχεδιασμό δημιουργεί ένα νέο ερευνητικό παράδειγμα που θα μπορούσε να είναι κρίσιμο για τη μελλοντική ανάπτυξη της βιολογίας και των εφαρμογών της. Καθώς η προοπτική που βασίζεται στην επιστήμη εξελίσσεται, η δέσμευση για κοινωνική ευθύνη και βιώσιμη καινοτομία παραμένει στην πρώτη γραμμή.