Celloedd dylunwyr: Defnyddio bioleg synthetig i olygu ein cod genetig

• Awdur:
• enw awdur

  Rhagolwg Quantumrun
• Tachwedd 12, 2021

Mae bioleg synthetig wedi'i gwneud yn bosibl i beiriannu cydrannau artiffisial yn gelloedd byw. Mae'r maes yn groesffordd o fioleg foleciwlaidd, cyfrifiadureg, a chemeg. Mae prif nodau bioleg synthetig yn cynnwys dysgu sut i adeiladu celloedd sy'n hyfyw yn fiolegol o'r dechrau, gwella ein dealltwriaeth o'r cemeg sy'n gwneud bywyd yn bosibl, a gwneud y gorau o'n rhyngweithio â systemau biolegol er budd mwyaf posibl i ddynoliaeth. 

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 ei hastudio. Fodd bynnag, yn 2021 llwyddodd gwyddonwyr i nodi saith genyn sy'n arwain at dwf celloedd cyson - mae deall y genynnau hyn yn hanfodol 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 credu, pan lyncodd bacteria 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 sydd 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 hynny'n golygu y gall y gell beirianyddol bellach gynhyrchu proteinau newydd heb unrhyw newidiadau yn ei swyddogaethau arferol. 

Effaith Aflonyddgar

Os bydd ymchwil i weithgynhyrchu ac addasu celloedd synthetig yn parhau i arwain at ganlyniadau, efallai y bydd busnesau’n neidio ar y cyfle i fasnacheiddio celloedd dylunwyr. Gallai fod gan gelloedd o'r fath nodweddion dymunol wedi'u golygu, megis y gallu i ffotosyntheseiddio. Gallai dyfeisio celloedd dylunwyr greu maes cwbl newydd gyda galw cynyddol esbonyddol am reolaeth dros ein cyfansoddiad genetig. Yn anffodus, mae celloedd dynol yn llawer mwy cymhleth na'r celloedd bacteriol y mae gwyddonwyr wedi'u hastudio hyd yn hyn. Felly, mae'n debyg mai dim ond erbyn y 2030au y bydd y defnydd eang o gelloedd dylunwyr yn cael ei gymeradwyo ar gyfer defnydd diogel gan bobl. 

Cymwysiadau celloedd dylunwyr 

Gall celloedd dylunwyr chwyldroi: 

• Maes amaethyddiaeth, gan ganiatáu i wyddonwyr beiriannu cnydau sy'n gwrthsefyll pla neu reoleiddio'r allbwn amaethyddol.
• Y diwydiant lles, gan ei gwneud hi'n bosibl peiriannu celloedd dynol i ddod yn imiwn i effeithiau cosmetig heneiddio. 
• Trin clefydau anwelladwy trwy hyfforddi celloedd dylunwyr i gynhyrchu proteinau coll mewn clefydau fel ffibrosis systig.
• Gofal iechyd trwy greu celloedd cynllunydd gyda mwy o imiwnedd a all ddarparu amddiffyniad ar unwaith rhag sawl clefyd heintus ar y tro.

Cwestiynau i wneud sylwadau arnynt

• 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?