Դիզայներական բջիջներ. Օգտագործելով սինթետիկ կենսաբանություն՝ մեր գենետիկ կոդը խմբագրելու համար

Սինթետիկ կենսաբանությունը հնարավորություն է տվել արհեստական ​​բաղադրիչները կենդանի բջիջներում ինժեներականացնել: Ոլորտը մոլեկուլային կենսաբանության, համակարգչային գիտության և քիմիայի խաչմերուկ է: Սինթետիկ կենսաբանության հիմնական նպատակները ներառում են սովորել, թե ինչպես կառուցել կենսաբանորեն կենսունակ բջիջներ զրոյից, բարելավել քիմիայի մեր ըմբռնումը, որը հնարավոր է դարձնում կյանքը և օպտիմալացնել մեր փոխազդեցությունը կենսաբանական համակարգերի հետ՝ մարդկությանը առավելագույն օգուտ բերելու համար: 

Դիզայներական բջիջների համատեքստ

Գիտնականները տասնամյակներ են ծախսել՝ փորձելով ստեղծել կյանք: 2016 թվականին նրանք զրոյից սինթետիկ բջիջ են ստեղծել։ Ցավոք, բջիջն ուներ անկանխատեսելի աճի օրինաչափություններ, ինչը չափազանց դժվար էր դարձնում այն ​​ուսումնասիրելը: Այնուամենայնիվ, 2021 թվականին գիտնականներին հաջողվեց մատնանշել յոթ գեներ, որոնք հանգեցնում են բջիջների հետևողական աճի. այս գեների ըմբռնումը կենսական նշանակություն ունի գիտնականների համար՝ սինթետիկ բջիջներ ստեղծելու համար: 
 
Մինչդեռ գիտական ​​այլ առաջընթացները հնարավորություն են տվել փոխել գոյություն ունեցող բջիջները՝ ընդունելով «դիզայներական գործառույթներ»։ Ըստ էության, սինթետիկ կենսաբանությունը կարող է ստիպել այս բջիջներին ձեռք բերել նոր որակներ՝ փոխելով սպիտակուցների սինթեզի մեխանիզմները: 

Սպիտակուցների սինթեզը կարևոր է բջջային աճի և փոփոխման համար: Սիմբիոգենեզն այսօր ամենաընդունված տեսությունն է, թե ինչպես են աշխատում բջիջները: Տեսությունը կարծում է, որ երբ երկու միլիարդ տարի առաջ բակտերիաները կլանել են միմյանց, բջիջները չեն մարսվել: Փոխարենը նրանք ձևավորեցին փոխշահավետ հարաբերություններ՝ ձևավորելով էուկարիոտիկ բջիջը։ Էուկարիոտիկ բջիջն ունի բարդ սպիտակուցներ կառուցող մեխանիզմներ, որոնք կարող են ստեղծել բջջի գենետիկ նյութում կոդավորված ցանկացած սպիտակուց: 

Գերմանացի գիտնականները սինթետիկ օրգանելներ են մտցրել, որոնք կարող են փոփոխել բջջի գենետիկական նյութը՝ ամբողջովին նոր սպիտակուցների կոդավորման համար: Դա նշանակում է, որ մշակված բջիջն այժմ կարող է արտադրել նոր սպիտակուցներ՝ առանց իր սովորական գործառույթների որևէ փոփոխության: 

Խանգարող ազդեցություն

Եթե ​​սինթետիկ բջիջների արտադրության և փոփոխման հետազոտությունները շարունակեն արդյունք տալ, ապա բիզնեսները կարող են օգտվել դիզայներական բջիջների առևտրայնացման հնարավորությունից: Նման բջիջները կարող են պոտենցիալ խմբագրված ունենալ ցանկալի հատկություններ, ինչպիսիք են ֆոտոսինթեզելու ունակությունը: Դիզայներական բջիջների գյուտը կարող է ստեղծել մի ամբողջ նոր դաշտ՝ մեր գենետիկական կառուցվածքի նկատմամբ վերահսկողության էքսպոնենցիալ աճող պահանջարկով: Ցավոք սրտի, մարդկային բջիջները շատ ավելի բարդ են, քան բակտերիաների բջիջները, որոնք գիտնականները մինչ այժմ ուսումնասիրել են: Հետևաբար, դիզայներական բջիջների լայնածավալ օգտագործումը, հավանաբար, կհաստատվի մարդկանց անվտանգ օգտագործման համար միայն մինչև 2030-ական թվականները: 

Դիզայներական բջիջների կիրառությունները 

Դիզայներական բջիջները կարող են հեղափոխել. 

• Գյուղատնտեսության ոլորտը, որը թույլ է տալիս գիտնականներին մշակել վնասատուներին դիմացկուն մշակաբույսեր կամ կարգավորել գյուղատնտեսական արտադրանքը:
• Առողջության արդյունաբերությունը, որը հնարավորություն է տալիս ինժեներականացնել մարդու բջիջները, որպեսզի իմունիտետ դառնան ծերացման կոսմետիկ հետևանքներից: 
• Անբուժելի հիվանդությունների բուժում՝ դիզայներական բջիջներին վերապատրաստելով՝ բացակայող սպիտակուցներ արտադրելու այնպիսի հիվանդությունների դեպքում, ինչպիսին է կիստոզային ֆիբրոզը:
• Առողջապահություն՝ ստեղծելով դիզայներական բջիջներ բարձր իմունիտետով, որոնք կարող են ակնթարթորեն պաշտպանել մի քանի վարակիչ հիվանդություններից միաժամանակ:

Հարցեր մեկնաբանելու համար

• Ի՞նչ լրացուցիչ հավելվածներ կարող եք մտածել տարբեր ոլորտներում դիզայներական բջիջների համար: 
• Ի՞նչ եք կարծում, կա՞ն դիզայներական բջիջների կիրառություններ անմահության հետապնդման համար: