Celloedd dylunwyr: Defnyddio bioleg synthetig i olygu ein cod genetig

• Awdur:
• enw awdur

  Rhagolwg Quantumrun
• Tachwedd 12

Mae'r datblygiadau arloesol mewn bioleg synthetig wedi paratoi'r ffordd ar gyfer creu celloedd dylunwyr, gan effeithio ar nifer o sectorau o ofal iechyd i amaethyddiaeth. Gallai'r celloedd peirianyddol hyn, sy'n gallu cynhyrchu proteinau newydd, gynnig triniaethau clefydau personol, cnydau mwy gwydn, ac atebion ynni cynaliadwy. Fodd bynnag, mae'r naid dechnolegol hon hefyd yn dod â heriau moesegol a chymdeithasol sylweddol, megis anghydraddoldeb mynediad ac amhariadau ecolegol posibl, sy'n gofyn am reoleiddio byd-eang gofalus a thrafodaeth feddylgar.

Cyd-destun celloedd dylunydd

Mae gwyddonwyr wedi treulio degawdau yn ceisio gweithgynhyrchu bywyd. Yn 2016 fe wnaethon nhw greu cell synthetig o'r dechrau. Yn anffodus, roedd gan y gell batrymau twf anrhagweladwy, gan ei gwneud hi'n anodd iawn astudio. Fodd bynnag, yn 2021 llwyddodd gwyddonwyr i nodi saith genyn sy'n arwain at dwf celloedd cyson. Mae deall y genynnau hyn yn hanfodol er mwyn i wyddonwyr greu celloedd synthetig.

Yn y cyfamser, mae datblygiadau gwyddonol eraill wedi ei gwneud hi'n bosibl newid celloedd presennol i fabwysiadu “swyddogaethau dylunwyr.” Yn ei hanfod, gall bioleg synthetig wneud i'r celloedd hyn ennill rhinweddau newydd trwy newid mecanweithiau synthesis protein. Mae synthesis protein yn hanfodol i dwf cellog ac addasu. 

Symbiogenesis yw'r ddamcaniaeth a dderbynnir fwyaf o sut mae celloedd yn gweithio heddiw. Mae'r ddamcaniaeth yn nodi, pan oedd bacteria yn llyncu ei gilydd ddwy biliwn o flynyddoedd yn ôl, ni chafodd y celloedd eu treulio. Yn lle hynny, fe wnaethant ffurfio perthynas fuddiol i'r ddwy ochr, gan ffurfio'r gell ewcaryotig. Mae gan y gell ewcaryotig beiriannau adeiladu protein cymhleth sy'n gallu adeiladu unrhyw brotein wedi'i godio yn nennydd genetig y gell. 

Mae gwyddonwyr Almaeneg wedi mewnosod organynnau synthetig a all addasu deunydd genetig y gell i godio ar gyfer proteinau cwbl newydd. Mae'r gamp honno'n golygu y gall y gell beirianyddol bellach gynhyrchu proteinau newydd heb unrhyw newidiadau yn ei swyddogaethau arferol.

Effaith Aflonyddgar

Gallai dyfodiad celloedd cynllunydd newid y ffordd yr ydym yn trin clefydau ac yn rheoli iechyd. Gall celloedd gael eu cynllunio i dargedu a dileu canser yn benodol, neu i gynhyrchu inswlin ar gyfer y rhai â diabetes, gan leihau'r angen am feddyginiaeth allanol. Gallai'r gamp hon arwain at newid sylweddol yn y diwydiant fferyllol, oherwydd gallai'r ffocws symud o gynhyrchu cyffuriau i ddylunio a gweithgynhyrchu celloedd penodol. I unigolion, gallai hyn olygu triniaethau mwy personol ac effeithiol, a allai wella ansawdd bywyd a hirhoedledd.

Ar gyfer diwydiannau y tu hwnt i ofal iechyd, gallai fod gan gelloedd dylunwyr oblygiadau dwys hefyd. Mewn amaethyddiaeth, gallai planhigion gael eu peiriannu â chelloedd sy'n gallu gwrthsefyll plâu yn well neu amodau tywydd garw, gan leihau'r angen am blaladdwyr cemegol a chynyddu diogelwch bwyd. Yn y sector ynni, gellid dylunio celloedd i droi golau'r haul yn fiodanwydd yn effeithlon, gan gynnig ateb cynaliadwy i anghenion ynni. Byddai angen i gwmnïau sy'n gweithredu yn y sectorau hyn addasu i'r technolegau newydd hyn, a gallai fod angen sgiliau a gwybodaeth newydd, a byddai angen i lywodraethau sefydlu rheoliadau i sicrhau diogelwch a defnydd moesegol.

Fodd bynnag, mae'r defnydd eang o gelloedd dylunwyr hefyd yn codi cwestiynau moesegol a chymdeithasol pwysig y mae angen mynd i'r afael â hwy. Pwy fydd â mynediad at y technolegau hyn? A fyddant yn fforddiadwy i bawb neu dim ond i'r rhai sy'n gallu talu? Yn bwysicach fyth, sut y byddwn yn sicrhau nad yw’r defnydd o gelloedd dylunwyr yn arwain at ganlyniadau anfwriadol, megis clefydau newydd neu faterion amgylcheddol? Efallai y bydd angen i lywodraethau sefydlu rheoliadau byd-eang i fynd i'r afael â'r cwestiynau hyn yn ddigonol.

Goblygiadau celloedd dylunwyr 

Gall goblygiadau ehangach celloedd dylunwyr gynnwys:

• Celloedd dynol yn cael eu peiriannu i ddod yn imiwn i effeithiau heneiddio. 
• Roedd diwydiannau newydd yn canolbwyntio ar ddylunio a gweithgynhyrchu celloedd, gan arwain at greu swyddi a mwy o fuddsoddiad mewn biotechnoleg.
• Celloedd dylunwyr yn cael eu defnyddio i lanhau llygryddion amgylcheddol, gan arwain at amgylchedd glanach ac iachach.
• Cynhyrchu cnydau mwy maethlon yn cyfrannu at wella iechyd y cyhoedd a lleihau costau gofal iechyd.
• Creu biodanwyddau yn arwain at ostyngiad yn ein dibyniaeth ar danwydd ffosil a hybu annibyniaeth ynni.
• Amhariadau posibl mewn ecosystemau yn arwain at ganlyniadau anrhagweladwy i fioamrywiaeth.
• Dadleuon o'r newydd ar fabanod dylunwyr, gan agor cwestiynau ar foesoldeb bodau dynol "perffaith" peirianneg a sut y gallai hyn waethygu anghydraddoldebau economaidd-gymdeithasol.

Cwestiynau i'w hystyried

• Pa gymwysiadau ychwanegol allwch chi feddwl amdanynt ar gyfer celloedd dylunwyr mewn diwydiannau gwahanol? 
• Ydych chi'n meddwl bod yna ddefnydd o gelloedd cynllunydd wrth geisio anfarwoldeb?