Suunnittelusolut: Synteettisen biologian käyttö geneettisen koodimme muokkaamiseen

KUVAKrediitti:
Kuva pistetilanne
iStock

Suunnittelusolut: Synteettisen biologian käyttö geneettisen koodimme muokkaamiseen

Suunnittelusolut: Synteettisen biologian käyttö geneettisen koodimme muokkaamiseen

Alaotsikon teksti
Viimeaikaiset edistysaskeleet synteettisessä biologiassa tarkoittavat, että on vain muutama vuosi jäljellä, ennen kuin voimme muuttaa solujemme geneettistä rakennetta – parempaan tai huonompaan suuntaan.
    • Kirjoittaja:
    • tekijän nimi
      Quantumrun Foresight
    • Marraskuussa 12, 2021

    Synteettisen biologian läpimurrot ovat tasoittaneet tietä suunnittelijasolujen luomiselle, jotka vaikuttavat lukuisiin sektoreihin terveydenhoidosta maatalouteen. Nämä muokatut solut, jotka pystyvät tuottamaan uusia proteiineja, voisivat tarjota henkilökohtaisia ​​​​sairauksien hoitoja, kestävämpiä viljelykasveja ja kestäviä energiaratkaisuja. Tämä teknologinen harppaus tuo kuitenkin mukanaan myös merkittäviä eettisiä ja yhteiskunnallisia haasteita, kuten pääsyn epätasa-arvoa ja mahdollisia ekologisia häiriöitä, jotka edellyttävät huolellista globaalia sääntelyä ja harkittua keskustelua.

    Suunnittelijasolujen konteksti

    Tiedemiehet ovat käyttäneet vuosikymmeniä yrittäessään luoda elämää. Vuonna 2016 he loivat synteettisen solun tyhjästä. Valitettavasti solulla oli arvaamattomia kasvumalleja, mikä teki sen tutkimisen erittäin vaikeaksi. Vuonna 2021 tutkijat onnistuivat kuitenkin paikantamaan seitsemän geeniä, jotka johtavat jatkuvaan solujen kasvuun. Näiden geenien ymmärtäminen on elintärkeää tutkijoille synteettisten solujen luomiseksi.

    Samaan aikaan muut tieteelliset edistysaskeleet ovat tehneet mahdolliseksi muuttaa olemassa olevia soluja "suunnittelijatoimintojen" käyttöön. Pohjimmiltaan synteettinen biologia voi saada nämä solut saamaan uusia ominaisuuksia muuttamalla proteiinisynteesimekanismeja. Proteiinisynteesi on välttämätöntä solujen kasvulle ja modifioitumiselle. 

    Symbiogeneesi on nykyään hyväksytyin teoria solujen toiminnasta. Teorian mukaan kun bakteerit nielaisivat toisensa kaksi miljardia vuotta sitten, solut eivät sulaneet. Sen sijaan he muodostivat molempia osapuolia hyödyttävän suhteen muodostaen eukaryoottisolun. Eukaryoottisolulla on monimutkainen proteiininrakennuskoneisto, joka voi rakentaa mitä tahansa solun geneettiseen materiaaliin koodattua proteiinia. 

    Saksalaiset tutkijat ovat lisänneet synteettisiä organelleja, jotka voivat muokata solun geneettistä materiaalia koodaamaan täysin uusia proteiineja. Tämä saavutus tarkoittaa, että muokattu solu voi nyt tuottaa uusia proteiineja ilman muutoksia sen rutiinitoiminnoissa.

    Häiritsevä vaikutus

    Suunnittelijasolujen tulo voi muuttaa tapaamme hoitaa sairauksia ja hoitaa terveyttä. Solut voidaan suunnitella erityisesti kohdistamaan ja poistamaan syöpä tai tuottamaan insuliinia diabeetikoille, mikä vähentää ulkoisen lääkityksen tarvetta. Tämä saavutus voi johtaa merkittävään muutokseen lääketeollisuudessa, koska painopiste saattaa siirtyä lääketuotannosta tiettyjen solujen suunnitteluun ja valmistukseen. Yksilöille tämä voi tarkoittaa yksilöllisempiä ja tehokkaampia hoitoja, jotka voivat parantaa elämänlaatua ja pitkäikäisyyttä.

    Terveydenhuollon ulkopuolisilla toimialoilla suunnittelijasoluilla voi myös olla syvällisiä vaikutuksia. Maataloudessa kasveihin voidaan valmistaa soluja, jotka kestävät paremmin tuholaisia ​​tai ankaria sääolosuhteita, mikä vähentää kemiallisten torjunta-aineiden tarvetta ja lisää elintarviketurvaa. Energia-alalla kennot voitaisiin suunnitella muuntamaan tehokkaasti auringonvaloa biopolttoaineiksi, mikä tarjoaisi kestävän ratkaisun energiatarpeisiin. Näillä aloilla toimivien yritysten olisi mukauduttava näihin uusiin teknologioihin, jotka mahdollisesti edellyttävät uusia taitoja ja tietoja, ja hallitusten olisi laadittava säännöksiä turvallisuuden ja eettisen käytön varmistamiseksi.

    Suunnittelusolujen laaja käyttö herättää kuitenkin myös tärkeitä eettisiä ja yhteiskunnallisia kysymyksiä, joihin on puututtava. Kenellä on pääsy näihin teknologioihin? Ovatko ne edullisia kaikille vai vain niille, jotka voivat maksaa? Vielä tärkeämpää on, kuinka varmistamme, että suunnittelijasolujen käyttö ei johda tahattomiin seurauksiin, kuten uusiin sairauksiin tai ympäristöongelmiin? Hallitukset saattavat joutua luomaan maailmanlaajuisia säännöksiä, jotta nämä kysymykset voidaan käsitellä asianmukaisesti.

    Suunnittelijasolujen vaikutukset 

    Suunnittelusolujen laajempia vaikutuksia voivat olla:

    • Ihmisen solut on suunniteltu tulemaan immuuniksi ikääntymisen vaikutuksille. 
    • Uudet teollisuudenalat keskittyvät solujen suunnitteluun ja valmistukseen, mikä luo työpaikkoja ja lisää investointeja bioteknologiaan.
    • Suunnittelusoluja käytetään ympäristön epäpuhtauksien puhdistamiseen, mikä johtaa puhtaampaan ja terveellisempään ympäristöön.
    • Ravitsevampien viljelykasvien tuotanto parantaa kansanterveyttä ja vähentää terveydenhuoltokustannuksia.
    • Biopolttoaineiden luominen vähentää riippuvuuttamme fossiilisista polttoaineista ja edistää energiariippumattomuutta.
    • Mahdolliset häiriöt ekosysteemeissä, jotka johtavat odottamattomiin seurauksiin biologiselle monimuotoisuudelle.
    • Uusia keskusteluja suunnittelijavauvoista, jotka avaavat kysymyksiä "täydellisten" ihmisten suunnittelun moraalista ja siitä, kuinka tämä voisi pahentaa sosioekonomista eriarvoisuutta.

    Pohdittavia kysymyksiä

    • Mitä lisäsovelluksia voit ajatella suunnittelijasoluille eri toimialoilla? 
    • Luuletko, että suunnittelijasoluilla on sovelluksia kuolemattomuuden tavoittelussa?

    Insight-viittauksia

    Tässä oivalluksessa viitattiin seuraaviin suosittuihin ja institutionaalisiin linkkeihin: