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Gli scienziati stanno rivoluzionando la biotecnologia: focus sulle cellule artificiali!
L'Università di Monaco sta ricercando BioSysteM: approcci innovativi alla progettazione di sistemi biologici e tecnologie sostenibili.
Gli scienziati stanno rivoluzionando la biotecnologia: focus sulle cellule artificiali!
Il Cluster of Excellence BioSysteM si è posto l'obiettivo di ricercare la progettazione mirata e il controllo dei sistemi biologici. Questo approccio innovativo, riassunto sotto il termine “biologia ingegneristica”, si distingue dalla biologia sintetica tradizionale. Mentre quest’ultimo mira spesso a creare nuovi organismi biologici, BioSysteM si concentra sulla progettazione di elementi costitutivi molecolari come proteine e DNA per svolgere compiti specifici. Ciò apre nuove prospettive per lo sviluppo di sistemi biologici complessi, tra cui cellule artificiali e macchine molecolari, in grado di trasformarsi in diversi ambiti applicativi.
Un aspetto centrale della ricerca del cluster è il ruolo dell'intelligenza artificiale (AI). L’intelligenza artificiale aiuta gli scienziati a riconoscere modelli complicati e a suggerire progetti ottimali per nuove proteine. Ciò è particolarmente significativo perché la costruzione di nuovi sistemi a livello molecolare richiede una profonda comprensione sia dei principi biologici che di quelli ingegneristici. Fondamentale è la collaborazione interdisciplinare tra biofisica, biochimica, biologia molecolare, bioingegneria, informatica e medicina.
Interdisciplinarietà nella formazione e nella ricerca
Nell'ambito della formazione è degno di nota il corso di “Biologia sintetica” presso l'Università Tecnica di Darmstadt. Questo corso di laurea in inglese combina le scienze ingegneristiche con la biologia molecolare e consente agli studenti di dotare le cellule biologiche di nuove funzioni molecolari. L'attenzione si concentra sul lavoro pratico di laboratorio e sulla comprensione della modellizzazione matematica dei sistemi biologici. Ciò promuove il pensiero creativo e innovativo, essenziale per risolvere i problemi biologici.
Il curriculum offre anche l'opportunità di trasferire le conoscenze apprese nei propri progetti di ricerca. Gli studenti ricevono un supporto completo attraverso la formazione nella comunicazione interculturale e scientifica, che li prepara in modo ottimale per le sfide future in questo campo interdisciplinare.
La biointelligenza come nuovo paradigma
Parallelamente agli sviluppi della biologia sintetica, il concetto di biointelligenza sta diventando sempre più importante. Questa idea si basa sulla convergenza delle scienze della vita, dell’ingegneria e dell’informatica. I sistemi biointelligenti sviluppati sistematicamente, che includono componenti tecnici e biologici nonché circuiti di feedback, possono avere caratteristiche che possono essere descritte come intelligenti. L’obiettivo di tali sistemi è una progettazione sostenibile sia dei prodotti che dei processi produttivi in settori vitali come la salute, la nutrizione, l’energia e l’edilizia abitativa.
Un sistema biointelligente è riconosciuto come tale se utilizza le risorse biologiche in modo proattivo e lavora in armonia con l’ambiente naturale. Questi principi sono in linea con gli obiettivi di BioSysteM, che includono anche la bioproduzione sostenibile e la scienza dei materiali. Progetti come lo sviluppo di sensori bioispirati dimostrano il potenziale di quest'area di ricerca.
Infine, le pubbliche relazioni sono una parte essenziale di questi sforzi. Attraverso i “Biomolecular Design Studios”, in collaborazione con il Museo tedesco, il pubblico viene coinvolto in discussioni aperte sui rischi e sulle opportunità della ricerca. Un supporto a queste riflessioni è fornito da sociologi della scienza e della tecnologia come Ruth Müller, che fanno luce sui contesti sociali della ricerca.
Nel complesso, mostra che la combinazione dei principi evolutivi con l’intelligenza artificiale e la progettazione razionale crea un nuovo paradigma di ricerca che potrebbe essere cruciale per il futuro sviluppo della biologia e delle sue applicazioni. Con l’evolversi della prospettiva basata sulla scienza, l’impegno per la responsabilità sociale e l’innovazione sostenibile rimane in prima linea.