Designérské buňky: Použití syntetické biologie k úpravě našeho genetického kódu

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• Listopadu 12, 2021

Průlomy v syntetické biologii vydláždily cestu k vytvoření návrhářských buněk, které ovlivňují četná odvětví od zdravotnictví po zemědělství. Tyto upravené buňky, schopné produkovat nové proteiny, by mohly nabídnout personalizovanou léčbu nemocí, odolnější plodiny a udržitelná energetická řešení. Tento technologický skok však také přináší významné etické a společenské výzvy, jako je nerovnost v přístupu a potenciální ekologické narušení, které vyžadují pečlivou globální regulaci a promyšlený diskurs.

Kontext návrhářských buněk

Vědci strávili desetiletí pokusy vyrobit život. V roce 2016 vytvořili syntetickou buňku od nuly. Naneštěstí měla buňka nepředvídatelné vzorce růstu, což ztěžovalo studium. V roce 2021 se však vědcům podařilo určit sedm genů, které vedou k konzistentnímu růstu buněk. Pochopení těchto genů je pro vědce životně důležité k vytvoření syntetických buněk.

Mezitím další vědecké pokroky umožnily změnit stávající buňky tak, aby přijaly „funkce návrhářů“. V podstatě může syntetická biologie přimět tyto buňky, aby získaly nové kvality změnou mechanismů syntézy proteinů. Syntéza proteinů je nezbytná pro buněčný růst a modifikaci. 

Symbiogeneze je dnes nejuznávanější teorií toho, jak buňky fungují. Teorie říká, že když se bakterie před dvěma miliardami let navzájem pohltily, buňky nebyly tráveny. Místo toho vytvořili vzájemně prospěšný vztah a vytvořili eukaryotickou buňku. Eukaryotická buňka má složitý proteinový stavební aparát, který dokáže vytvořit jakýkoli protein kódovaný v genetickém materiálu buňky. 

Němečtí vědci vložili syntetické organely, které mohou modifikovat genetický materiál buňky tak, aby kódoval zcela nové proteiny. Tento výkon znamená, že umělá buňka nyní může produkovat nové proteiny bez jakýchkoli změn ve svých rutinních funkcích.

Rušivý dopad

Příchod designových buněk by mohl změnit způsob, jakým léčíme nemoci a řídíme zdraví. Buňky mohou být navrženy tak, aby se specificky zaměřovaly na rakovinu a eliminovaly ji, nebo aby produkovaly inzulín pro osoby s diabetem, čímž se snižuje potřeba externích léků. Tento čin by mohl vést k významnému posunu ve farmaceutickém průmyslu, protože zaměření by se mohlo přesunout od výroby léků k návrhu a výrobě specifických buněk. Pro jednotlivce by to mohlo znamenat personalizovanější a účinnější léčbu, která by mohla zlepšit kvalitu života a dlouhověkost.

Pro průmyslová odvětví mimo zdravotnictví mohou mít designérské buňky také hluboké důsledky. V zemědělství by mohly být rostliny upraveny s buňkami, které jsou odolnější vůči škůdcům nebo drsným povětrnostním podmínkám, což snižuje potřebu chemických pesticidů a zvyšuje bezpečnost potravin. V energetickém sektoru by mohly být články navrženy tak, aby účinně přeměňovaly sluneční světlo na biopaliva, a nabízely tak udržitelné řešení energetických potřeb. Společnosti působící v těchto odvětvích by se musely těmto novým technologiím přizpůsobit, což by potenciálně vyžadovalo nové dovednosti a znalosti, a vlády by musely zavést předpisy pro zajištění bezpečnosti a etického používání.

Široké používání designérských buněk však také vyvolává důležité etické a společenské otázky, které je třeba řešit. Kdo bude mít přístup k těmto technologiím? Budou dostupné pro každého, nebo jen pro ty, kteří mohou zaplatit? Ještě důležitější je, jak zajistíme, aby použití designových buněk nevedlo k nezamýšleným důsledkům, jako jsou nové nemoci nebo ekologické problémy? Vlády možná budou muset zavést globální předpisy, aby tyto otázky adekvátně řešily.

Důsledky návrhářských buněk 

Širší důsledky návrhářských buněk mohou zahrnovat:

• Lidské buňky jsou upraveny tak, aby se staly imunními vůči účinkům stárnutí. 
• Nová průmyslová odvětví se soustředila kolem návrhu a výroby buněk, což vedlo k vytváření pracovních míst a zvýšeným investicím do biotechnologií.
• Designové buňky používané k čištění znečišťujících látek v životním prostředí, což vede k čistšímu a zdravějšímu životnímu prostředí.
• Produkce výživnějších plodin přispívajících ke zlepšení veřejného zdraví a snížení nákladů na zdravotní péči.
• Vytváření biopaliv vede ke snížení naší závislosti na fosilních palivech ak podpoře energetické nezávislosti.
• Potenciální narušení ekosystémů vedoucí k nepředvídatelným důsledkům pro biologickou rozmanitost.
• Obnovené debaty o návrhářských dětech, které otevřely otázky o morálce inženýrských „dokonalých“ lidí a o tom, jak by to mohlo zhoršit socioekonomické nerovnosti.

Otázky k zamyšlení

• Jaké další aplikace si můžete vymyslet pro návrhářské buňky v různých průmyslových odvětvích? 
• Myslíte si, že existují aplikace designérských buněk ve snaze o nesmrtelnost?