Dizajnerske ćelije: Korištenje sintetičke biologije za uređivanje našeg genetskog koda

• Autor:
• Ime autora

  Quantumrun Foresight
• Novembar 12, 2021

Proboji u sintetičkoj biologiji utrli su put za stvaranje dizajnerskih ćelija, utičući na brojne sektore od zdravstva do poljoprivrede. Ove konstruisane ćelije, sposobne da proizvode nove proteine, mogle bi da ponude personalizovane tretmane bolesti, otpornije useve i održiva energetska rešenja. Međutim, ovaj tehnološki skok donosi i značajne etičke i društvene izazove, kao što su nejednakost pristupa i potencijalni ekološki poremećaji, koji zahtijevaju pažljivu globalnu regulaciju i promišljen diskurs.

Kontekst dizajnerskih ćelija

Naučnici su proveli decenije pokušavajući da proizvedu život. 2016. godine stvorili su sintetičku ćeliju od nule. Nažalost, ćelija je imala nepredvidive obrasce rasta, što je činilo izuzetno teškim za proučavanje. Međutim, 2021. godine naučnici su uspjeli odrediti sedam gena koji dovode do dosljednog rasta ćelija. Razumijevanje ovih gena je od vitalnog značaja za naučnike za stvaranje sintetičkih ćelija.

U međuvremenu, druga naučna dostignuća omogućila su promjenu postojećih ćelija da prihvate „funkcije dizajnera“. U suštini, sintetička biologija može učiniti da ove ćelije dobiju nove kvalitete mijenjajući mehanizme sinteze proteina. Sinteza proteina je neophodna za rast i modifikaciju ćelija. 

Simbiogeneza je danas najprihvaćenija teorija o tome kako ćelije rade. Teorija kaže da kada su se bakterije progutale prije dvije milijarde godina, ćelije se nisu probave. Umjesto toga, formirali su obostrano koristan odnos, formirajući eukariotsku ćeliju. Eukariotska ćelija ima složenu mašineriju za izgradnju proteina koja može izgraditi bilo koji protein kodiran u genetskom materijalu ćelije. 

Njemački naučnici ubacili su sintetičke organele koje mogu modificirati genetski materijal ćelije kako bi kodirali potpuno nove proteine. Taj podvig znači da konstruirana stanica sada može proizvoditi nove proteine ​​bez ikakvih promjena u svojim rutinskim funkcijama.

Disruptive Impact

Pojava dizajnerskih ćelija mogla bi promijeniti način na koji liječimo bolesti i upravljamo zdravljem. Ćelije mogu biti dizajnirane da ciljaju i eliminišu rak, ili da proizvode inzulin za osobe sa dijabetesom, smanjujući potrebu za vanjskim lijekovima. Ovaj podvig mogao bi dovesti do značajnog pomaka u farmaceutskoj industriji, jer bi se fokus mogao pomjeriti sa proizvodnje lijekova na dizajn i proizvodnju specifičnih ćelija. Za pojedince bi to moglo značiti personaliziranije i učinkovitije tretmane, potencijalno poboljšati kvalitet života i dugovječnost.

Za industrije izvan zdravstva, dizajnerske ćelije također mogu imati duboke implikacije. U poljoprivredi, biljke bi mogle biti dizajnirane sa ćelijama koje su otpornije na štetočine ili oštre vremenske uslove, smanjujući potrebu za hemijskim pesticidima i povećavajući sigurnost hrane. U energetskom sektoru, ćelije bi mogle biti dizajnirane tako da efikasno pretvaraju sunčevu svjetlost u biogoriva, nudeći održivo rješenje za energetske potrebe. Kompanije koje posluju u ovim sektorima trebale bi da se prilagode ovim novim tehnologijama, koje potencijalno zahtijevaju nove vještine i znanja, a vlade bi trebale uspostaviti propise kako bi osigurale sigurnost i etičku upotrebu.

Međutim, rasprostranjena upotreba dizajnerskih ćelija također postavlja važna etička i društvena pitanja koja treba riješiti. Ko će imati pristup ovim tehnologijama? Hoće li biti pristupačne svima ili samo onima koji mogu da plate? Što je još važnije, kako ćemo osigurati da upotreba dizajnerskih ćelija ne dovede do neželjenih posljedica, kao što su nove bolesti ili ekološki problemi? Vlade će možda morati da uspostave globalne propise kako bi adekvatno odgovorile na ova pitanja.

Implikacije dizajnerskih ćelija 

Šire implikacije dizajnerskih ćelija mogu uključivati:

• Ljudske ćelije su konstruisane da postanu imune na efekte starenja. 
• Nove industrije usredotočene na dizajn i proizvodnju ćelija, što je dovelo do otvaranja radnih mjesta i povećanog ulaganja u biotehnologiju.
• Dizajnerske ćelije se koriste za čišćenje zagađivača okoline, što dovodi do čišćeg i zdravijeg okruženja.
• Proizvodnja hranljivijih usjeva koji doprinose poboljšanju javnog zdravlja i smanjenju troškova zdravstvene zaštite.
• Stvaranje biogoriva dovodi do smanjenja našeg oslanjanja na fosilna goriva i promicanja energetske nezavisnosti.
• Potencijalni poremećaji u ekosistemima koji dovode do nepredviđenih posljedica po biodiverzitet.
• Obnovljene debate o dizajnerskim bebama, otvarajući pitanja o moralnosti inženjering "savršenih" ljudi i kako bi to moglo pogoršati socioekonomske nejednakosti.

Pitanja koja treba razmotriti

• Koje dodatne aplikacije možete smisliti za dizajnerske ćelije u različitim industrijama? 
• Mislite li da postoje primjene dizajnerskih ćelija u potrazi za besmrtnošću?