Dizajnerske ćelije: Korištenje sintetičke biologije za uređivanje našeg genetskog koda

• Autor:
• Ime autora

  Quantumrun Foresight
• Novembar 12, 2021

Sintetička biologija je omogućila uvođenje umjetnih komponenti u žive stanice. Oblast je ukrštanje molekularne biologije, informatike i hemije. Glavni ciljevi sintetičke biologije uključuju učenje kako izgraditi biološki održive ćelije od nule, poboljšati naše razumijevanje hemije koja čini život mogućim i optimizirati naše interakcije s biološkim sistemima za maksimalnu korist za čovječanstvo. 

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 konzistentnog 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 vjeruje 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. To znači da konstruirana stanica sada može proizvoditi nove proteine ​​bez ikakvih promjena u svojim rutinskim funkcijama. 

Disruptive Impact

Ako istraživanje proizvodnje i modifikacije sintetičkih ćelija nastavi da daje rezultate, kompanije bi mogle iskoristiti priliku da komercijaliziraju dizajnerske ćelije. Takve ćelije potencijalno mogu imati poželjne osobine uređene, kao što je sposobnost fotosinteze. Izum dizajnerskih ćelija mogao bi stvoriti potpuno novo polje sa eksponencijalno rastućom potražnjom za kontrolom nad našim genetskim sastavom. Nažalost, ljudske ćelije su mnogo komplikovanije od bakterijskih ćelija koje su naučnici do sada proučavali. Stoga će široka upotreba dizajnerskih ćelija vjerovatno biti odobrena za sigurnu upotrebu kod ljudi do 2030-ih. 

Primjena dizajnerskih ćelija 

Dizajnerske ćelije mogu revolucionirati: 

• Oblast poljoprivrede, koja omogućava naučnicima da kreiraju useve otporne na štetočine ili regulišu poljoprivrednu proizvodnju.
• Wellness industrija, koja omogućava konstruisanje ljudskih ćelija da postanu imune na kozmetičke efekte starenja. 
• Liječenje neizlječivih bolesti obučavanjem dizajnerskih stanica da proizvode proteine ​​koji nedostaju kod bolesti poput cistične fibroze.
• Zdravstvo stvaranjem dizajnerskih ćelija sa povećanim imunitetom koje mogu pružiti trenutnu zaštitu od nekoliko zaraznih bolesti istovremeno.

Pitanja za komentar

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