Инженеры-химики в биохимии / инженерное интерфейс

Принято считать, что биология представляет инженеры-химики с бесконечными возможностями для двухстороннее движение идей, проблем и технологий. Как же тогда может интерфейс между биохимии и химической технологии выглядят несколько десятков лет? По Chaitan Khosla, профессор химического машиностроения в Стэнфордском университет, будущее этого интерфейса будут по-прежнему определяется новый, принципиально сложным и практически важных задач, которые в настоящее время не подпадают под сферу инженерных биохимических мейнстрима. Например, следующие проблемные области может представлять неизведанные горизонты в биохимической инженерии.

Пользуясь углерода и азота в атмосфере. Большинство синтетических полезным атомами углерода и азота в биосфере происходит от действия двух ферментов - рибулезного бисфосфаткарбоксилазы, которая фиксирует атмосферного CO 2 ^ ^ к югу в углеводы, а нитрогеназы, который преобразует атмосферный NZ в аммиак. Тем не менее, технологические проблемы, связанные с использованием каталитических свойств этих ферментативных систем являются огромными, и может включать элементы структурной биологии, белковой инженерии, окислительно-восстановительные биохимия, микробные и / или растений, биологии, неорганических и металлоорганических химии и мембранная биофизика, в дополнение термодинамике и реакции техники.

Использование стволовых клеток для регенеративной медицины. Стволовые клетки имеют потенциал революционизировать восстановительной медицины и биохимические инженеры должны играть важную роль в реализации этого потенциала. Но это потребует совершенно новой парадигмы в культуре клеток. В отличие от традиционных культур клеток млекопитающих, который включает надежные, много, хорошо известных и ковкого клеток, стволовые клетки, изящные, мало, мало отличаются и трудно манипулировать. Успех стволовых клеток терапии на базе будет зависеть от способности биопроцессов инженер по приобретению более глубокого понимания таких областях, как развитие биологии, генетики и геномики, и фармакологии.

Метаболической инженерии сложных заболеваний. Хотя гены часто причиной сложных заболеваний, таких как рак и аутоиммунные заболевания, нарушения обмена веществ, как правило, наиболее эффективные точки вмешательства. Задача заключается в применении биохимических, физиологических геномных и инструментов без гены. Подобно тому, как биокаталитической свойства микробов уточнены по генной инженерии, сегодня, в будущем, терапевтические стратегии могут быть разработаны химически driven метаболической инженерии.

Решение этих проблем потребует тонкого равновесия между аналитическим и инженерные решения, Khosla указывает. Если биохимические инженеров успеха в этих усилиях и кривая турецкая сабля, а затем биохимической инженерии (и химического машиностроения, по вывода) в 2025 году будет гораздо шире и богаче, чем поле мы его знаем сегодня, предсказывает он. Он обсуждает эту тему более подробно в июльском номере журнала Айше.