生物学和技术之间模糊的界限
工程学澳门威尼斯人注册网站正在利用更强大的成像、传感和探测技术来开发新的基于生物学的工具
想象一下这样一个未来：器官可以人工种植或人工制造，以帮助解决全球可移植器官短缺的问题。或者食物蛋白质或碳水化合物可以按需生产，而不需要种植整个动物或植物。
“到目前为止，生物学主要是一门描述科学——就像我们可能认为的天文学一样——因为这个领域一直专注于试图弄清楚事物是如何运作的，”波士顿大学生物设计中心创始主任克里斯托弗·陈（BME， MSE）教授说。“工程一直都是试图充分理解并充分利用它. . . .从开发工具来理解事物是如何工作的——分子生物学工具、基因工程等——到一种思维方式的逐渐转变，让我们构建这些东西来弄清楚我们可以在生物系统中改变和控制什么。”
“工程生物学”的概念已经以CAR（嵌合抗原受体）t细胞疗法的形式出现，这种疗法可以使基因工程免疫细胞进入攻击模式，攻击难以治疗的癌症；随着转基因植物的发展，能够更好地承受与气候变化有关的环境条件或天气；最近，值得注意的是，即使发明了合成衍生的mRNA，用于为Moderna和辉瑞- biontech的COVID-19疫苗提供动力。
“像这样的发展只有在合成生物学和基因工程兴起后才有可能，”陈说。“既然界限已经模糊了，我认为人们更有兴趣弄清楚我们能控制什么。”
合成生物学是一个新兴的澳门威尼斯人注册网站研究领域，它设计和制造新的生物部件、设备和系统，通常直接受到计算机硬件和软件的启发，以及活细胞、生物体和其他自然系统的部件和内部工作原理。
十多年前，陈与Wyss生物启发工程澳门威尼斯人注册网站研究所和波士顿儿童医院的合作者共同发明了器官芯片技术。如今，芯片上的器官——一种含有模仿人体器官工作单元的结构和组织的塑料微芯片——已经商品化。它们被制药公司用于测试药物化合物，比基于动物的澳门威尼斯人注册网站研究模型更准确，并且正在开发用于各种其他未来用途，包括个性化医疗。
chen说，现在已经有可能模拟器官的单位，如肾脏的肾元或肺的气囊，为科学家们解决更雄心勃勃的目标，如工程功能的整个器官，奠定了基本的基础。
这些结构会是什么样子呢？陈说：“这种可能性非常高，工程组织或器官看起来可能与我们天生的组织或器官非常不同。”“最初受到鸟类启发的飞机就是一个很好的例子。今天它们看起来不像鸟，但它们都有翅膀。说到工程器官，当我们开始更好地理解什么对功能最重要时，我们就能在结构和设计方面区分出什么是必要的，什么是不必要的。
按需合成生物学
道格拉斯·登斯莫尔教授（欧洲经委会，BME）说：“COVID，无论好坏，已经向世界表明，我们都受到生物学的影响，我们快速设计生物问题解决方案的能力在未来将至关重要。”生物学本质上是自然界对生物进行编程的方式，对于那些看到其控制人类健康甚至整个生态系统潜力的工程师来说，这是一个有吸引力的平台。
“你和我都是活生生的、会呼吸的、充分实现了生物学潜能的人，”登斯莫尔说。“是生物学决定了我们的思想和语言。是生物学控制着我们自我组装成两条胳膊，两只手。在20世纪40年代、50年代和60年代，人们意识到我们可以用硅加上电子来制造导体和计算机。现在我们可以读写DNA，而不是电脑。这是一种新的信息编码方式。”
登斯莫尔希望让年轻人参与合成生物学的未来；他是一项为期三年、耗资230万美元的美国国防部拨款项目的首席澳门威尼斯人注册网站研究员，该项目将为缺医少药的高中生提供合成生物学方面的速成课程，并让他们有机会进入生物技术公司。
在他的实验室里，他致力于让生物创新像下定制订单一样触手可及。登斯莫尔设想，有一天合成生物学可以被更广泛地传播，也许可以通过尚未发明的机器来实现，这些机器可以坐在我们的家中，就像打印机一样普遍。
登斯莫尔说：“生物制造中心可以按需制造食物、治疗药物、材料，甚至是可持续能源单位。”“这些中心或机器可以制造工程细菌来帮助我们的花园施肥，制造看起来和尝起来都像红薯的细胞，或者制造可持续建筑材料来修补我们家里的泄漏。”
本文改编自波士顿。点击这里阅读全文。