Hönnunarfrumur: Notum tilbúna líffræði til að breyta erfðakóðanum okkar

MYNDAGREIÐSLA:
Image inneign
iStock

Hönnunarfrumur: Notum tilbúna líffræði til að breyta erfðakóðanum okkar

Hönnunarfrumur: Notum tilbúna líffræði til að breyta erfðakóðanum okkar

Texti undirfyrirsagna
Nýlegar framfarir í tilbúinni líffræði þýðir að það eru aðeins nokkur ár eftir þar til við getum breytt erfðasamsetningu frumna okkar - til góðs eða verri.
    • Höfundur:
    • Höfundur nafn
      Quantumrun Foresight
    • Nóvember 12, 2021

    Byltingarnar í tilbúinni líffræði hafa rutt brautina fyrir sköpun hönnunarfrumna, sem hefur áhrif á fjölmargar atvinnugreinar, allt frá heilsugæslu til landbúnaðar. Þessar verkfræðilegu frumur, sem geta framleitt ný prótein, gætu boðið upp á persónulega sjúkdómsmeðferð, seigur ræktun og sjálfbærar orkulausnir. Hins vegar hefur þetta tæknistökk einnig í för með sér umtalsverðar siðferðilegar og samfélagslegar áskoranir, svo sem aðgangsmisrétti og hugsanlega vistfræðilega truflun, sem krefst vandlegrar alþjóðlegrar reglusetningar og ígrundaðrar umræðu.

    Hönnuður frumur samhengi

    Vísindamenn hafa eytt áratugum í að reyna að búa til líf. Árið 2016 bjuggu þeir til gervifrumu frá grunni. Því miður hafði fruman ófyrirsjáanlegt vaxtarmynstur, sem gerði það afar erfitt að rannsaka. Hins vegar, árið 2021, tókst vísindamönnum að finna sjö gen sem leiða til stöðugs frumuvaxtar. Að skilja þessi gen er mikilvægt fyrir vísindamenn að búa til tilbúnar frumur.

    Á sama tíma hafa aðrar vísindalegar framfarir gert það mögulegt að breyta núverandi frumum til að taka upp „hönnuðaraðgerðir“. Í raun getur tilbúið líffræði gert þessar frumur til að öðlast nýja eiginleika með því að breyta aðferðum við próteinmyndun. Próteinmyndun er nauðsynleg fyrir frumuvöxt og breytingu. 

    Symbiogenesis er viðurkenndasta kenningin um hvernig frumur virka í dag. Kenningin segir að þegar bakteríur gleyptu hver aðra fyrir tveimur milljörðum ára hafi frumurnar ekki melt. Þess í stað mynduðu þeir gagnkvæmt samband og mynduðu heilkjörnunga frumuna. Heilkjörnungafruman hefur flókna próteinbyggingarvél sem getur byggt upp hvaða prótein sem er kóðað í erfðaefni frumunnar. 

    Þýskir vísindamenn hafa sett inn tilbúin frumulíffæri sem geta breytt erfðaefni frumunnar til að kóða fyrir alveg ný prótein. Það afrek þýðir að fruman getur nú framleitt ný prótein án nokkurra breytinga á venjubundinni starfsemi hennar.

    Truflandi áhrif

    Tilkoma hönnunarfrumna gæti breytt því hvernig við meðhöndlum sjúkdóma og stjórnum heilsu. Frumur geta verið hannaðar til að miða sérstaklega við og útrýma krabbameini, eða til að framleiða insúlín fyrir þá sem eru með sykursýki, sem dregur úr þörfinni fyrir utanaðkomandi lyf. Þetta afrek gæti leitt til verulegrar breytingar í lyfjaiðnaðinum, þar sem áherslan gæti færst frá lyfjaframleiðslu yfir í hönnun og framleiðslu á tilteknum frumum. Fyrir einstaklinga gæti þetta þýtt persónulegri og árangursríkari meðferðir sem gætu hugsanlega bætt lífsgæði og langlífi.

    Fyrir atvinnugreinar umfram heilbrigðisþjónustu gætu hönnuðarfrumur einnig haft mikil áhrif. Í landbúnaði væri hægt að hanna plöntur með frumum sem eru ónæmari fyrir meindýrum eða erfiðum veðurskilyrðum, draga úr þörfinni fyrir efnafræðileg varnarefni og auka fæðuöryggi. Í orkugeiranum væri hægt að hanna frumur til að breyta sólarljósi á skilvirkan hátt í lífeldsneyti og bjóða upp á sjálfbæra lausn á orkuþörf. Fyrirtæki sem starfa í þessum geirum þyrftu að laga sig að þessari nýju tækni, hugsanlega krefjast nýrrar færni og þekkingar, og stjórnvöld þyrftu að setja reglur til að tryggja öryggi og siðferðilega notkun.

    Hins vegar vekur hin útbreidda notkun hönnuðarfrumna einnig mikilvægar siðferðilegar og samfélagslegar spurningar sem þarf að takast á við. Hverjir munu hafa aðgang að þessari tækni? Verða þau á viðráðanlegu verði fyrir alla eða aðeins fyrir þá sem geta borgað? Meira um vert, hvernig munum við tryggja að notkun hönnunarfrumna leiði ekki til óviljandi afleiðinga, svo sem nýrra sjúkdóma eða umhverfismála? Ríkisstjórnir gætu þurft að setja alþjóðlegar reglur til að taka á þessum spurningum á fullnægjandi hátt.

    Afleiðingar hönnuðarfrumna 

    Víðtækari áhrif hönnuðarfruma geta falið í sér:

    • Mannsfrumur eru hannaðar til að verða ónæmar fyrir áhrifum öldrunar. 
    • Nýjar atvinnugreinar snerust um frumuhönnun og framleiðslu, sem leiddi til atvinnusköpunar og aukinnar fjárfestingar í líftækni.
    • Hönnunarfrumur eru notaðar til að hreinsa upp umhverfismengun, sem leiðir til hreinna og heilbrigðara umhverfi.
    • Framleiðsla á næringarríkari ræktun sem stuðlar að bættri lýðheilsu og lækkar heilbrigðiskostnað.
    • Sköpun lífeldsneytis sem leiðir til minnkandi trausts okkar á jarðefnaeldsneyti og stuðlar að orkusjálfstæði.
    • Hugsanlegar truflanir á vistkerfum sem leiða til ófyrirséðra afleiðinga fyrir líffræðilegan fjölbreytileika.
    • Endurnýjaðar umræður um hönnuðarbörn, opna spurningar um siðferði þess að búa til „fullkomna“ menn og hvernig þetta gæti aukið félagslegt efnahagslegt ójöfnuð.

    Spurningar sem þarf að íhuga

    • Hvaða viðbótarforrit geturðu hugsað þér fyrir hönnuðarfrumur í mismunandi atvinnugreinum? 
    • Heldurðu að það sé hægt að nota hönnuð frumur í leit að ódauðleika?

    Innsýn tilvísanir

    Vísað var til eftirfarandi vinsælu og stofnanatengla fyrir þessa innsýn: