Kujundajarakud: sünteetilise bioloogia kasutamine meie geneetilise koodi redigeerimiseks

• Autor:
• autori nimi

  Quantumrun Foresight
• November 12, 2021

Läbimurded sünteetilises bioloogias on sillutanud teed disainerrakkude loomisele, mõjutades paljusid sektoreid tervishoiust põllumajanduseni. Need konstrueeritud rakud, mis on võimelised tootma uusi valke, võivad pakkuda isikupärastatud haiguste ravi, vastupidavamaid põllukultuure ja säästvaid energialahendusi. See tehnoloogiline hüpe toob aga kaasa ka olulisi eetilisi ja ühiskondlikke väljakutseid, nagu juurdepääsu ebavõrdsus ja võimalikud ökoloogilised häired, mis nõuavad hoolikat globaalset reguleerimist ja läbimõeldud diskursust.

Kujundaja lahtrite kontekst

Teadlased on aastakümneid püüdnud luua elu. 2016. aastal lõid nad nullist sünteetilise raku. Kahjuks olid rakul ettearvamatud kasvumustrid, mistõttu oli selle uurimine äärmiselt keeruline. 2021. aastal õnnestus teadlastel aga täpselt välja tuua seitse geeni, mis viivad rakkude järjepideva kasvuni. Nende geenide mõistmine on teadlastele sünteetiliste rakkude loomiseks ülioluline.

Samal ajal on muud teaduslikud edusammud võimaldanud olemasolevaid rakke muuta, et need võtaksid kasutusele "disainerifunktsioonid". Sisuliselt võib sünteetiline bioloogia panna need rakud saama uudseid omadusi, muutes valgusünteesi mehhanisme. Valkude süntees on rakkude kasvu ja modifitseerimise jaoks hädavajalik. 

Sümbiogenees on tänapäeval enim aktsepteeritud teooria rakkude toimimise kohta. Teooria väidab, et kui bakterid kaks miljardit aastat tagasi üksteist neelasid, ei seeditud rakke. Selle asemel moodustasid nad vastastikku kasulikud suhted, moodustades eukarüootse raku. Eukarüootsel rakul on keeruline valkude moodustamise mehhanism, mis suudab ehitada mis tahes raku geneetilises materjalis kodeeritud valku. 

Saksa teadlased on sisestanud sünteetilised organellid, mis võivad muuta raku geneetilist materjali, et kodeerida täiesti uusi valke. See saavutus tähendab, et konstrueeritud rakk suudab nüüd toota uusi valke, ilma et selle rutiinsed funktsioonid muutuksid.

Häiriv mõju

Disainerirakkude tulek võib muuta viisi, kuidas me haigusi ravime ja tervist haldame. Rakud võivad olla kavandatud spetsiaalselt vähi sihtmärgiks ja kõrvaldamiseks või insuliini tootmiseks diabeetikutele, vähendades vajadust väliste ravimite järele. See saavutus võib viia farmaatsiatööstuses märkimisväärse nihkeni, kuna fookus võib nihkuda ravimite tootmiselt konkreetsete rakkude kavandamisele ja valmistamisele. Üksikisikute jaoks võib see tähendada isikupärasemat ja tõhusamat ravi, mis võib parandada elukvaliteeti ja pikaealisust.

Tervishoiust väljapoole jäävate tööstusharude jaoks võib disainerrakkudel olla ka sügav mõju. Põllumajanduses võiks taimi konstrueerida rakkudega, mis on kahjuritele või karmidele ilmastikutingimustele vastupidavamad, vähendades vajadust keemiliste pestitsiidide järele ja suurendades toiduga kindlustatust. Energiasektoris võiks rakke kavandada päikesevalguse tõhusaks muutmiseks biokütusteks, pakkudes säästvat lahendust energiavajadustele. Nendes sektorites tegutsevad ettevõtted peaksid kohanema nende uute tehnoloogiatega, mis võivad nõuda uusi oskusi ja teadmisi, ning valitsused peaksid kehtestama eeskirjad, et tagada ohutus ja eetiline kasutamine.

Kuid disainerrakkude laialdane kasutamine tõstatab ka olulisi eetilisi ja ühiskondlikke küsimusi, mis vajavad lahendamist. Kellel on juurdepääs neile tehnoloogiatele? Kas need on taskukohased kõigile või ainult neile, kes saavad maksta? Veelgi olulisem on see, kuidas tagame, et disainerrakkude kasutamine ei tooks kaasa soovimatuid tagajärgi, nagu uued haigused või keskkonnaprobleemid? Valitsustel võib tekkida vajadus kehtestada globaalsed eeskirjad, et neid küsimusi adekvaatselt lahendada.

Disainerirakkude tagajärjed 

Disainerirakkude laiemad tagajärjed võivad hõlmata järgmist:

• Inimese rakud on konstrueeritud muutuma immuunseks vananemise mõjude suhtes. 
• Uued tööstusharud keskenduvad rakkude projekteerimisele ja tootmisele, mis toob kaasa töökohtade loomise ja investeeringute suurenemise biotehnoloogiasse.
• Disainerrakke kasutatakse keskkonnasaasteainete puhastamiseks, mille tulemuseks on puhtam ja tervislikum keskkond.
• Toitevamate põllukultuuride tootmine, mis aitab parandada rahvatervist ja vähendada tervishoiukulusid.
• Biokütuste loomine, mis vähendab meie sõltuvust fossiilkütustest ja edendab energiasõltumatust.
• Võimalikud häired ökosüsteemides, millel on ettenägematud tagajärjed bioloogilisele mitmekesisusele.
• Uued arutelud disaineribeebide üle, avades küsimused "täiuslike" inimeste inseneri moraali ja selle kohta, kuidas see võib sotsiaalmajanduslikku ebavõrdsust süvendada.

Küsimused, mida kaaluda

• Milliseid täiendavaid rakendusi võite mõelda disainerrakkude jaoks erinevates tööstusharudes? 
• Kas arvate, et surematuse poole püüdlemisel on disainerrakkude rakendusi?