Дизайнерски клетки: Използване на синтетична биология за редактиране на нашия генетичен код

КРЕДИТ ЗА ИЗОБРАЖЕНИЕ:
Изображение на кредит
iStock

Дизайнерски клетки: Използване на синтетична биология за редактиране на нашия генетичен код

Дизайнерски клетки: Използване на синтетична биология за редактиране на нашия генетичен код

Подзаглавен текст
Последният напредък в синтетичната биология означава, че остават само няколко години, докато можем да променим генетичния състав на нашите клетки - за добро или за лошо.
    • Автор:
    • име Автор
      Quantumrun Foresight
    • Ноември 12, 2021

    Пробивите в синтетичната биология проправиха пътя за създаването на дизайнерски клетки, засягащи многобройни сектори от здравеопазването до селското стопанство. Тези проектирани клетки, способни да произвеждат нови протеини, биха могли да предложат персонализирани лечения на болести, по-устойчиви култури и решения за устойчива енергия. Този технологичен скок обаче носи и значителни етични и обществени предизвикателства, като неравенство в достъпа и потенциални екологични смущения, изискващи внимателно глобално регулиране и обмислен дискурс.

    Контекст на дизайнерски клетки

    Учените са прекарали десетилетия в опити да създадат живот. През 2016 г. те създадоха синтетична клетка от нулата. За съжаление клетката имаше непредвидими модели на растеж, което я правеше изключително трудна за изучаване. Въпреки това през 2021 г. учените успяха да открият седем гена, които водят до постоянен клетъчен растеж. Разбирането на тези гени е жизненоважно за учените при създаването на синтетични клетки.

    Междувременно други научни постижения направиха възможно промяната на съществуващите клетки, за да приемат „дизайнерски функции“. По същество синтетичната биология може да накара тези клетки да придобият нови качества чрез промяна на механизмите на протеинов синтез. Протеиновият синтез е от съществено значение за клетъчния растеж и модификация. 

    Симбиогенезата е най-приетата теория за това как клетките работят днес. Теорията гласи, че когато бактериите са се погълнали една друга преди два милиарда години, клетките не са се усвоили. Вместо това те формираха взаимноизгодна връзка, образувайки еукариотната клетка. Еукариотната клетка има сложна машина за изграждане на протеини, която може да изгради всеки протеин, кодиран в генетичния материал на клетката. 

    Германски учени са вмъкнали синтетични органели, които могат да модифицират генетичния материал на клетката, за да кодират изцяло нови протеини. Това постижение означава, че конструираната клетка вече може да произвежда нови протеини без никакви промени в рутинните си функции.

    Разрушително въздействие

    Появата на дизайнерски клетки може да промени начина, по който лекуваме болестите и управляваме здравето. Клетките могат да бъдат предназначени специално да се насочват и елиминират рака или да произвеждат инсулин за тези с диабет, намалявайки нуждата от външни лекарства. Този подвиг може да доведе до значителна промяна във фармацевтичната индустрия, тъй като фокусът може да се премести от производството на лекарства към проектирането и производството на специфични клетки. За хората това може да означава по-персонализирани и ефективни лечения, потенциално подобряващи качеството на живот и дълголетието.

    За индустрии извън здравеопазването дизайнерските клетки също могат да имат дълбоки последици. В селското стопанство растенията могат да бъдат конструирани с клетки, които са по-устойчиви на вредители или сурови метеорологични условия, намалявайки необходимостта от химически пестициди и повишавайки продоволствената сигурност. В енергийния сектор клетките могат да бъдат проектирани така, че ефективно да преобразуват слънчевата светлина в биогорива, предлагайки устойчиво решение за енергийните нужди. Компаниите, работещи в тези сектори, ще трябва да се адаптират към тези нови технологии, потенциално изискващи нови умения и знания, а правителствата ще трябва да установят разпоредби, за да гарантират безопасността и етичното използване.

    Въпреки това, широкото използване на дизайнерски клетки също повдига важни етични и обществени въпроси, които трябва да бъдат разгледани. Кой ще има достъп до тези технологии? Ще бъдат ли достъпни за всички или само за тези, които могат да си платят? По-важното е, как ще гарантираме, че използването на дизайнерски клетки няма да доведе до непредвидени последици, като нови заболявания или екологични проблеми? Може да се наложи правителствата да установят глобални разпоредби, за да отговорят адекватно на тези въпроси.

    Последици от дизайнерските клетки 

    По-широките последици от дизайнерските клетки могат да включват:

    • Човешките клетки са проектирани да станат имунни срещу ефектите на стареенето. 
    • Нови индустрии, съсредоточени около дизайна и производството на клетки, водещи до създаване на работни места и увеличени инвестиции в биотехнологиите.
    • Дизайнерските клетки се използват за почистване на замърсителите на околната среда, което води до по-чиста и по-здравословна среда.
    • Производство на по-хранителни култури, допринасящи за подобряване на общественото здраве и намаляване на разходите за здравеопазване.
    • Създаването на биогорива, което води до намаляване на нашата зависимост от изкопаеми горива и насърчаване на енергийната независимост.
    • Потенциални смущения в екосистемите, водещи до непредвидени последици за биоразнообразието.
    • Подновени дебати за дизайнерските бебета, отварящи въпроси за морала на проектирането на „перфектни“ хора и как това може да влоши социално-икономическите неравенства.

    Въпроси за разглеждане

    • Какви допълнителни приложения можете да измислите за дизайнерски клетки в различни индустрии? 
    • Мислите ли, че има приложения на дизайнерските клетки в стремежа към безсмъртие?

    Препратки към Insight

    Следните популярни и институционални връзки бяха посочени за тази информация: