Syntetisk biologi er et forskningsområde, hvor genteknologi bruges til at skabe nye biologiske funktioner, som ikke findes i naturen. Ved at udnytte cellers naturlige produktionsmekanismer kan forskere programmere celler til målrettet at producere bestemte biologiske stoffer.
Syntetisk biologi bygger på brugen af gendele. Traditionel gensplejsning med restriktionsenzymer har været mulig siden 1970’erne og har sammen med teknikker som PCR og DNA-sekventering dannet grundlaget for genteknologien, hvor der blev lavet relativt simple genetiske ændringer. Syntetisk biologi er en videreudvikling, som udnytter muligheden for hurtigt og billigt at sammensætte DNA samt for at standardisere gendele, så de nemt kan kombineres. Dermed kan nye biologiske funktioner i højere grad forudsiges allerede før genmodificeringen.
Ved at samle flere gendele kan man opnå nye funktioner. For eksempel kan gendele indsættes i en slags tom celle, som er ændret, så den ikke har nogen særlig funktion i sig selv, nærmest som en skal.
En gendel kan give cellen en bestemt opgave, såsom at gøre den selvlysende, producere gift eller nedbryde fremmede stoffer. En anden gendel, der fungerer som en tænd/sluk-knap (en promoter), kan indsættes foran den første gendel, så dens aktivitet reguleres. Her kan man vælge en promoter, der kun aktiveres ved bestemte signaler, for eksempel hvis et bestemt stof er til stede. Derudover anvendes en terminator, som afslutter genet og sikrer, at RNA-polymerasen stopper transkriptionen.
På denne måde kan man udvikle en celle, der reagerer på et stof ved for eksempel at blive selvlysende (se figur 21). Ved brug af andre gendele kan man opnå andre funktioner.
Figur 21. Tre gen-dele sættes sammen for at skabe en celle, der bliver selvlysende ved tilstedeværelse af et stof.
iGEM er en årlig international dyst, hvor mere end 400 hold fra universiteter over hele verden konkurrerer om at skabe nye og nyttige biologiske funktioner. Mange omtaler iGEM som “verdensmesterskaberne i syntetisk biologi”. Danmark er oftest repræsenteret af Syddansk Universitet (SDU), Københavns Universitet (KU) og Danmarks Tekniske Universitet (DTU).
De mange hold fra hele verden bruger eksisterende gendele, men skal samtidig også beskrive og indsende nye gendele til BioBricks-kataloget. Målet med et iGEM-projekt er at skabe nye biologiske funktioner, der kan gøre en forskel for verden. Der findes mange gode eksempler på iGEM-projekter med potentiale til at skabe stor positiv effekt. For eksempel udviklede NU Kazakhstan i 2021 en bakterie, der kan hjælpe med at rydde op efter oliespild, og UNSW fra Australien udviklede i 2020 en alge, der hjælper med at beskytte korallerne i Great Barrier Reef. Vil du vide mere om iGEM, kan du læse videre her. Du kan også læse mere om nogle af de danske iGEM-projekter:
Figur 22. De dystende hold i iGEM 2019 fra hele verden mødtes på universitetet MIT i USA. Foto: iGEM (https://blog.igem.org/blog/2019/11/13/recap-of-the-igem-2019-giant-jamboree)