سلول های طراح با استفاده از زیست شناسی مصنوعی کد ژنتیکی ما را ویرایش می کنند

اعتبار تصویر:

iStock

سلول های طراح: استفاده از زیست شناسی مصنوعی برای ویرایش کد ژنتیکی ما

پیشرفت‌های اخیر در زیست‌شناسی مصنوعی به این معنی است که تنها چند سال تا زمانی که بتوانیم ساختار ژنتیکی سلول‌هایمان را تغییر دهیم، برای بهتر یا بدتر، باقی مانده است.

نویسنده:
نام نویسنده
آینده نگاری کوانتوم ران
نوامبر 12، 2021

پیشرفت‌ها در زیست‌شناسی مصنوعی راه را برای ایجاد سلول‌های طراح هموار کرده است که بخش‌های متعددی از مراقبت‌های بهداشتی گرفته تا کشاورزی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این سلول‌های مهندسی‌شده، که قادر به تولید پروتئین‌های جدید هستند، می‌توانند درمان‌های شخصی‌سازی شده بیماری، محصولات انعطاف‌پذیرتر و راه‌حل‌های انرژی پایدار را ارائه دهند. با این حال، این جهش تکنولوژیکی چالش‌های مهم اخلاقی و اجتماعی مانند نابرابری دسترسی و اختلالات زیست‌محیطی بالقوه را نیز به همراه دارد که نیازمند مقررات جهانی دقیق و گفتمان متفکرانه است.

زمینه سلول های طراح

دانشمندان چندین دهه تلاش کرده اند تا زندگی را بسازند. در سال 2016 آنها یک سلول مصنوعی از ابتدا ایجاد کردند. متأسفانه سلول دارای الگوهای رشد غیرقابل پیش بینی بود که مطالعه آن را بسیار دشوار می کرد. با این حال، در سال 2021، دانشمندان موفق به شناسایی هفت ژنی شدند که منجر به رشد مداوم سلولی می‌شوند. درک این ژن ها برای دانشمندان برای ایجاد سلول های مصنوعی حیاتی است.

در همین حال، سایر پیشرفت‌های علمی امکان تغییر سلول‌های موجود را برای اتخاذ «عملکردهای طراح» فراهم کرده است. در اصل، زیست‌شناسی مصنوعی می‌تواند باعث شود این سلول‌ها با تغییر مکانیسم‌های سنتز پروتئین، ویژگی‌های جدیدی پیدا کنند. سنتز پروتئین برای رشد و اصلاح سلولی ضروری است.

همزیستی پذیرفته‌شده‌ترین نظریه در مورد نحوه عملکرد سلول‌ها امروزه است. این تئوری بیان می کند که وقتی دو میلیارد سال پیش باکتری ها یکدیگر را می گرفتند، سلول ها هضم نمی شدند. در عوض، آنها یک رابطه سودمند متقابل ایجاد کردند و سلول یوکاریوتی را تشکیل دادند. سلول یوکاریوتی دارای ماشین آلات پیچیده ای برای ساخت پروتئین است که می تواند هر پروتئین کدگذاری شده در ماده ژنتیکی سلول را بسازد.

دانشمندان آلمانی اندامک‌های مصنوعی را وارد کرده‌اند که می‌توانند مواد ژنتیکی سلول را برای کدگذاری پروتئین‌های کاملاً جدید تغییر دهند. این شاهکار به این معنی است که سلول مهندسی شده اکنون می تواند پروتئین های جدیدی را بدون هیچ تغییری در عملکردهای معمول خود تولید کند.

تاثیر مخرب

ظهور سلول های طراح می تواند روش درمان بیماری ها و مدیریت سلامت را تغییر دهد. سلول‌ها ممکن است برای هدف قرار دادن و از بین بردن سرطان یا تولید انسولین برای افراد مبتلا به دیابت طراحی شوند که نیاز به داروهای خارجی را کاهش می‌دهد. این شاهکار می تواند منجر به تغییر قابل توجهی در صنعت داروسازی شود، زیرا ممکن است تمرکز از تولید دارو به طراحی و ساخت سلول های خاص منتقل شود. برای افراد، این می تواند به معنای درمان های شخصی تر و موثرتر باشد که به طور بالقوه کیفیت زندگی و طول عمر را بهبود می بخشد.

برای صنایع فراتر از مراقبت های بهداشتی، سلول های طراح نیز می توانند پیامدهای عمیقی داشته باشند. در کشاورزی، گیاهان را می‌توان با سلول‌هایی مهندسی کرد که در برابر آفات یا شرایط آب و هوایی سخت مقاوم‌تر هستند و نیاز به آفت‌کش‌های شیمیایی را کاهش داده و امنیت غذایی را افزایش می‌دهند. در بخش انرژی، سلول ها می توانند به گونه ای طراحی شوند که نور خورشید را به طور موثر به سوخت های زیستی تبدیل کنند و راه حلی پایدار برای نیازهای انرژی ارائه دهند. شرکت‌هایی که در این بخش‌ها فعالیت می‌کنند باید خود را با این فناوری‌های جدید وفق دهند که به طور بالقوه به مهارت‌ها و دانش جدید نیاز دارند، و دولت‌ها باید مقرراتی را برای تضمین ایمنی و استفاده اخلاقی وضع کنند.

با این حال، استفاده گسترده از سلول های طراح نیز سوالات اخلاقی و اجتماعی مهمی را ایجاد می کند که باید به آنها پرداخته شود. چه کسی به این فناوری ها دسترسی خواهد داشت؟ آیا آنها برای همه مقرون به صرفه خواهند بود یا فقط برای کسانی که می توانند پرداخت کنند؟ مهمتر از آن، چگونه اطمینان حاصل کنیم که استفاده از سلول های طراح منجر به عواقب ناخواسته ای مانند بیماری های جدید یا مسائل زیست محیطی نمی شود؟ دولت ها ممکن است نیاز به ایجاد مقررات جهانی برای رسیدگی به این سوالات داشته باشند.

مفاهیم سلول های طراح

پیامدهای گسترده تر سلول های طراح ممکن است شامل موارد زیر باشد:

سلول‌های انسانی طوری مهندسی می‌شوند که در برابر اثرات پیری ایمن شوند.
صنایع جدید حول طراحی و ساخت سلول متمرکز شده و منجر به ایجاد شغل و افزایش سرمایه گذاری در بیوتکنولوژی می شود.
سلول‌های طراحی‌شده برای پاک‌سازی آلاینده‌های محیطی استفاده می‌شوند که منجر به محیطی پاک‌تر و سالم‌تر می‌شود.
تولید محصولات مغذی تر که به بهبود سلامت عمومی و کاهش هزینه های مراقبت های بهداشتی کمک می کند.
ایجاد سوخت های زیستی منجر به کاهش اتکای ما به سوخت های فسیلی و ارتقای استقلال انرژی می شود.
اختلالات بالقوه در اکوسیستم منجر به عواقب غیر قابل پیش بینی برای تنوع زیستی می شود.
بحث‌های تازه در مورد نوزادان طراح، پرسش‌هایی را در مورد اخلاق مهندسی انسان‌های «کامل» و اینکه چگونه این امر می‌تواند نابرابری‌های اجتماعی-اقتصادی را بدتر کند، باز کرد.