바카라 룰 셀이란 무엇입니까?

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2023/10/18

생물 제조 기술에 기초한 경제 활동 인 "생물 경제"의 규모는 탄소 중립 사회를 실현하기 위해 확장 될 것이라고 믿어진다 생물 제조뿐만 아니라 생물 제조에 능숙한 산업 제품의 재료 및 제약을 생산할 수 있도록 인위적으로 변형 된 "바카라 룰 셀"을 사용하여 제조에 대한 기대가 커지고 있습니다 우리는 생명 공학 분야의 책임자 인 Tamura Guhiro와 바카라 룰 셀의 특성, "DBTL 사이클", 실현에 필수적인 개념, 특정 응용 프로그램 예제 및 향후 플랫폼 개념에 대해 이야기했습니다

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생물 경제 시장을 형성하기 위해 세포 재료 생산 능력에 중점을 둔 바카라 룰 셀에서

미국 인간을 포함한 모든 살아있는 유기체는 세포로 구성됩니다 세포 내부에는 다양한 대사 시스템이 구성되며 대사 산물과 같은 물질을 생산하기위한 메커니즘이 있습니다 "바카라 룰 세포"의 개념은 세포에서 재료 생산 메커니즘을 활용하는 것입니다

바카라 룰 셀은 셀의 재료 생산 능력을 이끌어 냄으로써 인위적으로 최대화되고 최적화 된 셀입니다 그것은 세포를 그대로 처리 할뿐만 아니라 유전자 재조합 및 게놈 편집을 사용하여 세포의 유전자 정보를 변형시킬 수 있습니다

바카라 룰 셀을 제품 제조 공정에 통합하는 산업 그룹을 "바카라 룰 셀 산업"이라고합니다 또한, 바카라 룰 셀 외에도 다양한 생명 공학을 사용하여 재료를 생산하려는 이니셔티브를 바이오 제조라고합니다 ("바이오 제조 란 무엇입니까? - 사회가 과학의 관점에서 볼 수 있듯이 사회가주의를 기울이는 진짜 이유")

바카라 룰 셀 및 바이오 제조 기술을 사용하여 제조 된 물질이 광범위한 제품에 사용되면 생명 공학 기반 경제 구역이 등장 할 것입니다 이러한 생명 공학 기반 경제 활동은 "생물 경제"이며, 환경 영향이 낮은 지속 가능한 경제 활동이 실현 될 것으로 예상됩니다

OECD (연간 경제 개발 협력) 예측에 따르면, 생물 경제 시장은 2030 년까지 16 조 달러 (약 234 조 엔)에 도달 할 것으로 예상됩니다 산업의 39%, 농업, 임업 및 어업의 36%, 의료 및 의료의 경우 25%입니다 각 국가는 목표를 세웠 으며이 규모에서 경제 활동이 가능한지 확인하기 위해 노력하고 있습니다 일본 정부는 2020 년에 "바이오 전략 (정의 된 시장 영역 정책 조치)을 사용하여 2030 회계 연도에 의해 시장 규모를 92 조 엔으로 확장하는 것을 목표로한다

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바카라 룰 셀의 4 가지 기술 발전

바카라 룰 셀이 이제 주목을 받고있는 이유는 바카라 룰 셀과 관련된 기술이 상당한 발전을 이루었 기 때문입니다 바카라 룰 셀과 관련된 4 가지 주요 기술은 게놈 분석, IT/AI, 게놈 편집 기술 및 DNA 합성이 있습니다

첫 번째 게놈 분석과 관련하여 2000 년경 인간 게놈을 해독하는 데 약 10 년과 1 억 달러가 걸렸지 만 차세대 시퀀싱의 출현으로 하루에 1,000 달러에 해독 될 수 있습니다

두 번째 AI 기술은 게놈 서열의 의미를 이해하고 세포의 기능을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다 또한 세포 실험 결과에 의해 해석 될 수 있으며보다 효율적인 물질 생산을 가능하게하기 위해 배양 조건과 유전자 정보를 변화시키는 방법을 추측하는 데 사용됩니다

게놈 편집 기술의 세 번째 전형적인 예는 DNA를 어디서나 절단 할 수있는 기술인 CRISPR 및 CAS9입니다 유전자 기능을 더욱 향상시키고 생산 능력을 향상시킬 때 게놈 편집 기술이 필수적입니다 ("게놈 편집 란 무엇입니까? - 사회가 과학에서 볼 수 있듯이 사회에주의를 기울이는 진짜 이유")

최종 DNA 합성은 또한 화학 합성 방법의 개발로 인한 게놈 분석과 유사하게 지난 20 년 동안 비용이 크게 감소했습니다

이 네 가지 기술은 최근 몇 년간 바카라 룰 셀의 연구 및 개발에 극적인 발전을 가져 왔습니다

바카라 룰 셀 생성의 DBTL 사이클

바카라 룰 셀을 생산할 때는 "DBTL 사이클"의 개념을 사용하여 생성합니다 이것은 디자인, 빌드, 테스트 및 학습의 약어입니다

먼저, 표적 물질의 생산에 적합한 대사 경로를 선택하고 유용한 물질을 생성하는 미생물의 게놈을 "설계"하십시오 "구조"부분은 게놈 설계, 게놈 편집 및 실제로 게놈을 구축하기 위해 DNA를 합성하는 것을 포함한다 DBTL주기는 이들 셀에서 "실험"을 수행하여 AI가 얻은 데이터를 "리어스"할 수있게하고 추가 설계를 위해이를 사용하는 것을 포함한다

DBTL주기의 주요 특징은 정보 과학, 특히 설계 단계에 통합된다는 것입니다 전통적인 시행 착오 외에도 정보 과학을 통한 대사 경로를 예측하여 게놈을 효율적으로 설계하는 것을 목표로합니다 핵심은 디자인의 정확성을 향상시키기 위해 정보 과학을 최대한 활용하는 방법입니다

대규모 생산 공정 및 최적화도 중요합니다

원하는 물질을 생산할 수있는 바카라 룰 셀을 만드는 것만으로는 제품 생산에 충분하지 않습니다 또한 바카라 룰 셀을 사용하여 생산 공정을 최적화해야합니다

바카라 룰 셀에서 생성 된 표적 물질은 세포 내에서 유지되거나 셀 외부에서 방출 될 수 있습니다 물질을위한 제조 기술로 실질적으로 사용하기 위해서는 표적 물질이 바카라 룰 셀에 남아있을 때 세포를 파괴하고 표적 물질을 분리하고 바카라 룰 셀의 세포 외부에서 방출 될 때 배양 배지에서 분리하는 기술이 필요합니다

스케일링의 도전도 있습니다 전형적인 실험실에서 한 번에 배양 할 수있는 문화의 양은 최대 수십 리터이지만 공장에서 생산할 때 수백 리터에서 수천 리터의 단위를 생산해야합니다 실험실에서 소규모 배양 조건 하에서, 공장에서 대규모 배양은 거의 성공하지 못하므로 스케일링시 조건을 고려하는 것이 중요합니다 이러한 문제를 해결함으로써 만 생물 경제를 달성 할 수 있습니다

바카라 룰 셀을 사회에서 사용할 수있는 기술로 만들려면 세포 내 및 배양 유체의 분리 공정의 효율성을 향상시키고, 전체 제조 공정을 최적화하여 분리 된 물질을 정화하고 확장해야합니다 AIST는 또한 전체 제조 공정을 최적화하기 위해 적극적으로 노력하고 있으며 인적 자원 개발에 중점을두고 있습니다

바카라 룰 셀 및 플랫폼 구성의 지원 예

바카라 룰 셀을 사용하여 생산성이 실제로 크게 향상된 경우가있었습니다 Asahi Kasei Pharma Co, Ltd 및 AIST Project^*1우리는 바카라 룰 세포를 사용하여 인간 살아있는 유기체에서 직접 사용되지 않는 시험 관내 진단 약물의 원료 인 효소 "콜레스테롤 에스테르아제"의 생산성을 성공적으로 개선했습니다 기존의 번식 방법은 생산량을 약 28 배만 증가시킬 수 있었지만 Smart Cell 기술은 약 30 회 생산을 늘릴 수있었습니다 (보도 자료 25/2021) 따라서 미생물 생산이 이미 확립 된 방식으로 수행 되더라도 바카라 룰 셀 기술을 활용하면 생산성이 크게 증가 할 수 있습니다

바카라 룰 셀을 포함한 생물 제조 기술에 대한 기대가 커지고 있습니다 AIST는 미생물 탐색, 개발 및 평가에서 모든 것을 전문으로하는 연구원들을 모았으며 전체 DBTL주기 및 생산 프로세스를 다루는 플랫폼을 구축하기 시작했습니다 우리는 Hokkaido와 Tsukuba에서 "바이오 제조 센터"를 개발하고 있습니다 우리는 회사와 협력하여 실질적으로 바카라 룰 셀 기술을 구현하고 싶습니다

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*1 : NETO (National Research and Development Corporation New Energy and Industrial Technology Development Organization) "식물 및 기타 유기체를 사용한 고성능 제품 생산 기술 개발"[참조로 돌아 가기]