所有生命的一個決定性特征是它的進化能力。然而,迄今為止,生物工程系統在使用過程中會進化這一事實大多被忽視。這導致生物技術的功能保質期有限,無法利用所有生物學固有的強大進化能力。
Sim Castle是這項一項發表在《Nature Communications》上的研究的第一作者,也是布里斯托爾生物科學學院的博士生,他解釋了這項工作的動機:“生物學一直讓我著迷的是它在變化,它在混亂,它在適應,它在進化。因此,生物工程師不僅僅設計靜態的人工制品,他們設計的是不斷變異、生長和經歷自然選擇的活種群。”
意識到描述這種變化是利用進化的關鍵,研究小組提出了進化型evotype 的概念來捕捉生物系統的進化潛力。關鍵的是,evotype可以分為三個關鍵部分:變異、功能和選擇,每一個部分都為生物工程師提供了一個調節旋鈕,以控制可能的進化路徑。
作者之一、布里斯托爾生物科學學院院長Claire Grierson教授補充說:“學習如何有效地利用進化進行工程設計是當今生物工程師面臨的最大挑戰之一。我們的工作提供了一個迫切需要的框架,幫助描述生物系統的進化潛力,重新設想生物工程,使其與生命的進化能力相協調。”
Sim Castle進一步指出:“令人驚訝的是,從進化的角度來看,生物工程師已經擁有的許多工具都很好地融入了我們的框架。因此,我們可能離讓進化成為未來工程生物系統的核心特征不遠了。”
Thomas Gorochowski博士是布里斯托爾皇家學會的研究員,他說:“我們的evotype 概念不僅為開發生物技術提供了一種手段,它可以以新的方式駕馭進化,而且也開啟了令人興奮的新途徑,在全新的背景下思考和實現進化。有可能,這甚至會導致我們設計新的、自適應的技術,從零開始進化,而不是修補已有的生物技術。”
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