Dezajnaj ĉeloj: Uzante sintezan biologion por redakti nian genetikan kodon

• Aŭtoro:
• Aŭtora nomo

  Quantumrun Foresight
• Novembro 12, 2021

La sukcesoj en sinteza biologio pavimis la vojon por la kreado de dezajnistĉeloj, influante multajn sektorojn de sanservo ĝis agrikulturo. Ĉi tiuj realigitaj ĉeloj, kapablaj produkti novajn proteinojn, povus oferti personigitajn malsanojn, pli rezistemajn kultivaĵojn kaj daŭrigeblajn energiajn solvojn. Tamen, ĉi tiu teknologia salto ankaŭ alportas signifajn etikajn kaj sociajn defiojn, kiel ekzemple alirmalegaleco kaj eblaj ekologiaj interrompoj, postulante zorgeman tutmondan reguligon kaj pripenseman diskurson.

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 kreskopadronojn, 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 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 deklaras 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 enigis sintezajn organetojn kiuj povas modifi la genetikan materialon de la ĉelo por kodigi por tute novaj proteinoj. Tiu heroaĵo signifas, ke la realigita ĉelo nun povas produkti novajn proteinojn sen ajnaj ŝanĝoj en siaj rutinaj funkcioj.

Disrompa Efiko

La apero de dizajnĉeloj povus ŝanĝi la manieron kiel ni traktas malsanojn kaj administras sanon. Ĉeloj povas esti dizajnitaj por specife celi kaj elimini kanceron, aŭ por produkti insulinon por tiuj kun diabeto, reduktante la bezonon de ekstera medikamento. Ĉi tiu heroaĵo povus konduki al signifa ŝanĝo en la farmacia industrio, ĉar la fokuso eble moviĝos de drogproduktado al la dezajno kaj fabrikado de specifaj ĉeloj. Por individuoj, ĉi tio povus signifi pli personecigitajn kaj efikajn traktadojn, eble plibonigante vivokvaliton kaj longvivecon.

Por industrioj preter kuracado, dizajnĉeloj ankaŭ povus havi profundajn implicojn. En agrikulturo, plantoj povus esti realigitaj kun ĉeloj kiuj estas pli rezistemaj al plagoj aŭ severaj vetercirkonstancoj, reduktante la bezonon de kemiaj insekticidoj kaj pliigante manĝaĵsekurecon. En la energisektoro, ĉeloj povus esti dizajnitaj por efike konverti sunlumon en biofuelojn, ofertante daŭrigeblan solvon al energibezonoj. Firmaoj funkciigantaj en ĉi tiuj sektoroj devus adaptiĝi al tiuj novaj teknologioj, eble postulante novajn kapablojn kaj scion, kaj registaroj devus establi regularojn por certigi sekurecon kaj etikan uzon.

Tamen, la ĝeneraligita uzo de dizajnĉeloj ankaŭ levas gravajn etikajn kaj sociajn demandojn kiuj devas esti traktitaj. Kiu havos aliron al ĉi tiuj teknologioj? Ĉu ili estos atingeblaj por ĉiuj aŭ nur por tiuj, kiuj povas pagi? Pli grave, kiel ni certigos, ke la uzo de dezajnĉeloj ne kondukas al neintencitaj sekvoj, kiel novaj malsanoj aŭ mediaj aferoj? Registaroj eble bezonos establi tutmondajn regularojn por adekvate trakti ĉi tiujn demandojn.

Implicoj de dezajnistĉeloj 

Pli larĝaj implicoj de dizajnistĉeloj povas inkludi:

• Homaj ĉeloj kreitaj por iĝi imunaj kontraŭ la efikoj de maljuniĝo. 
• Novaj industrioj centris ĉirkaŭ ĉeldezajno kaj produktado, kaŭzante laborkreadon kaj pliigitan investon en bioteknologio.
• Dizajnĉeloj uzataj por purigi mediajn malpurigaĵojn, kondukante al pli pura, pli sana medio.
• La produktado de pli nutraj kultivaĵoj kontribuantaj al plibonigita publika sano kaj reduktanta sankostojn.
• La kreado de biofueloj kondukanta al malpliigo de nia dependeco de fosiliaj fueloj kaj antaŭeniganta energian sendependecon.
• Eblaj interrompoj en ekosistemoj kondukantaj al neantaŭviditaj sekvoj por biodiverseco.
• Renoviĝintaj debatoj pri dezajnistaj beboj, malfermante demandojn pri la moraleco de inĝenierado de "perfektaj" homoj kaj kiel tio povus plimalbonigi sociekonomiajn malegalecojn.

Konsiderindaj demandoj

• 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?