Dizajnerske stanice: korištenje sintetičke biologije za uređivanje našeg genetskog koda

KREDIT ZA SLIKE:
Slika kreditne
Istockphoto

Dizajnerske stanice: korištenje sintetičke biologije za uređivanje našeg genetskog koda

Dizajnerske stanice: korištenje sintetičke biologije za uređivanje našeg genetskog koda

Tekst podnaslova
Nedavni napredak u sintetičkoj biologiji znači da je preostalo samo nekoliko godina dok ne možemo promijeniti genetski sastav naših stanica - na bolje ili na gore.
    • Autor:
    • ime autora
      Quantumrun Foresight
    • Studenog 12, 2021

    Proboji u sintetskoj biologiji utrli su put stvaranju dizajnerskih stanica, utječući na brojne sektore od zdravstva do poljoprivrede. Ove konstruirane stanice, sposobne za proizvodnju novih proteina, mogle bi ponuditi personalizirane tretmane bolesti, otpornije usjeve i održiva energetska rješenja. Međutim, ovaj tehnološki skok također donosi značajne etičke i društvene izazove, kao što su nejednakost u pristupu i potencijalni ekološki poremećaji, što zahtijeva pažljivu globalnu regulaciju i promišljen diskurs.

    Kontekst dizajnerskih ćelija

    Znanstvenici su proveli desetljeća pokušavajući proizvesti život. Godine 2016. stvorili su sintetičku ćeliju od nule. Nažalost, stanica je imala nepredvidive obrasce rasta, što ju je činilo izuzetno teškom za proučavanje. Međutim, 2021. znanstvenici su uspjeli odrediti sedam gena koji dovode do dosljednog rasta stanica. Razumijevanje ovih gena ključno je za znanstvenike u stvaranju sintetičkih stanica.

    U međuvremenu, druga znanstvena dostignuća omogućila su promjenu postojećih stanica kako bi usvojile "dizajnerske funkcije". U biti, sintetička biologija može učiniti da te stanice steknu nove kvalitete mijenjanjem mehanizama sinteze proteina. Sinteza proteina ključna je za rast i modifikaciju stanica. 

    Simbiogeneza je danas najprihvaćenija teorija o tome kako stanice funkcioniraju. Teorija kaže da kada su se bakterije međusobno progutale prije dvije milijarde godina, stanice se nisu probavile. Umjesto toga, uspostavili su obostrano koristan odnos, tvoreći eukariotsku stanicu. Eukariotska stanica ima složene strojeve za izgradnju proteina koji mogu izgraditi bilo koji protein kodiran u genetskom materijalu stanice. 

    Njemački znanstvenici umetnuli su sintetičke organele koji mogu modificirati genetski materijal stanice za kodiranje potpuno novih proteina. Taj pothvat znači da stvorena stanica sada može proizvoditi nove proteine ​​bez ikakvih promjena u svojim rutinskim funkcijama.

    Razorni utjecaj

    Pojava dizajnerskih stanica mogla bi promijeniti način na koji liječimo bolesti i upravljamo zdravljem. Stanice mogu biti dizajnirane za specifično ciljanje i uklanjanje raka ili za proizvodnju inzulina za one s dijabetesom, smanjujući potrebu za vanjskim lijekovima. Ovaj podvig mogao bi dovesti do značajnog pomaka u farmaceutskoj industriji, budući da bi se fokus mogao pomaknuti s proizvodnje lijekova na dizajn i proizvodnju specifičnih stanica. Za pojedince bi to moglo značiti personaliziranije i učinkovitije tretmane, potencijalno poboljšavajući kvalitetu života i dugovječnost.

    Za industrije izvan zdravstvene skrbi, dizajnerske stanice također bi mogle imati duboke implikacije. U poljoprivredi, biljke bi se mogle konstruirati sa stanicama koje su otpornije na štetočine ili oštre vremenske uvjete, smanjujući potrebu za kemijskim pesticidima i povećavajući sigurnost hrane. U energetskom sektoru, ćelije bi mogle biti dizajnirane za učinkovitu pretvorbu sunčeve svjetlosti u biogoriva, nudeći održivo rješenje za energetske potrebe. Tvrtke koje posluju u tim sektorima trebale bi se prilagoditi tim novim tehnologijama, potencijalno zahtijevajući nove vještine i znanja, a vlade bi morale uspostaviti propise kako bi osigurale sigurnost i etičku upotrebu.

    Međutim, široka uporaba dizajnerskih ćelija također postavlja važna etička i društvena pitanja kojima se treba pozabaviti. Tko će imati pristup tim tehnologijama? Hoće li biti dostupni svima ili samo onima koji mogu platiti? Što je još važnije, kako ćemo osigurati da uporaba dizajnerskih stanica ne dovede do neželjenih posljedica, poput novih bolesti ili ekoloških problema? Vlade će možda morati uspostaviti globalne propise kako bi se na odgovarajući način pozabavile ovim pitanjima.

    Implikacije dizajnerskih stanica 

    Šire implikacije dizajnerskih ćelija mogu uključivati:

    • Ljudske stanice se projektiraju kako bi postale imune na učinke starenja. 
    • Nove industrije usredotočene na dizajn i proizvodnju stanica, dovode do otvaranja radnih mjesta i povećanog ulaganja u biotehnologiju.
    • Dizajnirane ćelije koje se koriste za čišćenje zagađivača okoliša, što dovodi do čišćeg i zdravijeg okoliša.
    • Proizvodnja hranjivijih usjeva koji doprinose poboljšanom javnom zdravlju i smanjenju troškova zdravstvene zaštite.
    • Stvaranje biogoriva dovodi do smanjenja našeg oslanjanja na fosilna goriva i promiče energetsku neovisnost.
    • Potencijalni poremećaji u ekosustavima koji dovode do nepredviđenih posljedica za biološku raznolikost.
    • Obnovljene rasprave o dizajnerskim bebama, otvarajući pitanja o moralnosti inženjeringa "savršenih" ljudi i kako bi to moglo pogoršati socioekonomske nejednakosti.

    Pitanja za razmatranje

    • Koje dodatne primjene možete smisliti za dizajnerske ćelije u različitim industrijama? 
    • Mislite li da postoje primjene dizajnerskih stanica u potrazi za besmrtnošću?

    Reference uvida

    Za ovaj uvid korištene su sljedeće popularne i institucionalne veze: