Dezajnaj ĉeloj: Uzante sintezan biologion por redakti nian genetikan kodon

• Aŭtoro:
• Aŭtora nomo

  Quantumrun Foresight
• Novembro 12, 2021

Sinteza biologio ebligis realigi artefaritajn komponantojn en vivantajn ĉelojn. La kampo estas intersekciĝo de molekula biologio, komputiko, kaj kemio. La ĉefaj celoj de sinteza biologio inkluzivas lerni kiel konstrui biologie realigeblajn ĉelojn de nulo, plibonigi nian komprenon pri la kemio, kiu ebligas vivon, kaj optimumigi niajn interagojn kun biologiaj sistemoj por maksimuma profito al la homaro. 

Kunteksto de la ĉeloj de la dezajno

Sciencistoj pasigis jardekojn provante produkti vivon. En 2016 ili kreis sintezan ĉelon de nulo. Bedaŭrinde, la ĉelo havis neantaŭvideblajn kreskpadronojn - igante ĝin ekstreme malfacila studi. Tamen, en 2021 sciencistoj sukcesis distingi sep genojn kiuj kondukas al konsekvenca ĉelkresko - kompreni ĉi tiujn genojn estas esenca por sciencistoj krei sintezajn ĉelojn. 
 
Dume, aliaj sciencaj progresoj ebligis ŝanĝi ekzistantajn ĉelojn por adopti "dezajnajn funkciojn". En esenco, sinteza biologio povas igi ĉi tiujn ĉelojn akiri novajn kvalitojn ŝanĝante proteinsintezmekanismojn. 

Proteina sintezo estas esenca por ĉela kresko kaj modifo. Simbiogenezo estas la plej akceptita teorio pri kiel ĉeloj funkcias hodiaŭ. La teorio kredas, ke kiam bakterioj englutis unu la alian antaŭ du miliardoj da jaroj, la ĉeloj ne estis digestitaj. Anstataŭe, ili formis reciproke utilan rilaton, formante la eŭkariotan ĉelon. La eŭkariota ĉelo havas kompleksan protein-konstruan maŝinaron kiu povas konstrui ajnan proteinon kodigitan en la genetika materialo de la ĉelo. 

Germanaj sciencistoj enmetis sintezajn organetojn kiuj povas modifi la genetikan materialon de la ĉelo por kodigi por tute novaj proteinoj. Tio signifas, ke la realigita ĉelo nun povas produkti novajn proteinojn sen iuj ŝanĝoj en siaj rutinaj funkcioj. 

Disrompa Efiko

Se esplorado pri sinteza ĉelproduktado kaj modifo daŭre produktas rezultojn, entreprenoj povus salti ĉe la ŝanco por komercigi dizajnajn ĉelojn. Tiaj ĉeloj eble povus havi dezirindajn trajtojn redaktitajn, kiel ekzemple la kapablo fotosintezi. La invento de dizajnĉeloj povus generi tute novan kampon kun eksponente kreskanta postulo je kontrolo de nia genetika konsisto. Bedaŭrinde, homaj ĉeloj estas multe pli komplikaj ol la bakteriaj ĉeloj, kiujn sciencistoj ĝis nun studis. Tial, la ĝeneraligita uzo de dizajnĉeloj verŝajne nur estos aprobita por sekura homa uzo antaŭ la 2030-aj jaroj. 

Aplikoj de dizajnaj ĉeloj 

Dizajnĉeloj povas revolucii: 

• La kampo de agrikulturo, permesante al sciencistoj realigi damaĝajn kultivaĵojn aŭ reguligi la agrikulturan produktadon.
• La bonfarta industrio, ebligante inĝenieri homajn ĉelojn por iĝi imunaj kontraŭ la kosmetikaj efikoj de maljuniĝo. 
• La traktado de nekuraceblaj malsanoj trejnante dizajnajn ĉelojn por produkti mankantajn proteinojn en malsanoj kiel mukoviskozo.
• Sanservo kreante dezajnajn ĉelojn kun pliigita imuneco, kiuj povas provizi tujan protekton kontraŭ pluraj infektaj malsanoj samtempe.

Demandoj por komenti

• Pri kiuj pliaj aplikoj vi povas pensi por dezajnistĉeloj en malsamaj industrioj? 
• Ĉu vi pensas, ke ekzistas aplikoj de dizajnĉeloj en la serĉado de senmorteco?