Дизайнерлік жасушалар: генетикалық кодты өңдеу үшін синтетикалық биологияны пайдалану

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Қараша 12, 2021

Синтетикалық биологиядағы жетістіктер денсаулық сақтаудан ауыл шаруашылығына дейінгі көптеген салаларға әсер ететін дизайнерлік жасушаларды құруға жол ашты. Жаңа протеиндерді шығаруға қабілетті бұл инженерлік жасушалар ауруды жеке емдеуді, икемді дақылдарды және тұрақты энергия шешімдерін ұсына алады. Дегенмен, бұл технологиялық секіріс сонымен қатар мұқият жаһандық реттеуді және ойластырылған дискурсты қажет ететін қолжетімділік теңсіздігі және ықтимал экологиялық бұзылулар сияқты маңызды этикалық және әлеуметтік қиындықтарды тудырады.

Конструктор ұяшықтарының контексті

Ғалымдар ондаған жылдар бойы өмірді құруға тырысты. 2016 жылы олар синтетикалық ұяшықты нөлден жасады. Өкінішке орай, жасушаның болжанбайтын өсу үлгілері болды, бұл зерттеуді өте қиындатады. Алайда 2021 жылы ғалымдар жасушаның тұрақты өсуіне әкелетін жеті генді анықтай алды. Бұл гендерді түсіну ғалымдар үшін синтетикалық жасушаларды жасау үшін өте маңызды.

Сонымен қатар, басқа ғылыми жетістіктер «конструкторлық функцияларды» қабылдау үшін бар ұяшықтарды өзгертуге мүмкіндік берді. Шын мәнінде, синтетикалық биология бұл жасушаларды ақуыз синтезінің механизмдерін өзгерту арқылы жаңа қасиеттерге ие ете алады. Ақуыз синтезі жасушаның өсуі мен өзгеруі үшін маңызды. 

Симбиогенез - бүгінгі күні жасушалардың қалай жұмыс істейтіні туралы ең қабылданған теория. Теория екі миллиард жыл бұрын бактериялар бір-бірін жұтқанда, жасушалар қорытылмағанын айтады. Оның орнына олар эукариоттық жасушаны құра отырып, өзара тиімді қатынас құрады. Эукариоттық жасушада жасушаның генетикалық материалында кодталған кез келген ақуызды құра алатын күрделі ақуыз жасау механизмі бар. 

Неміс ғалымдары толығымен жаңа ақуыздарды кодтау үшін жасушаның генетикалық материалын өзгерте алатын синтетикалық органеллаларды енгізді. Бұл ерлік инженерлік жасуша енді күнделікті функцияларын өзгертпестен жаңа ақуыздарды шығара алатынын білдіреді.

Деструктивті әсер

Дизайнерлік жасушалардың пайда болуы біздің ауруларды емдеу және денсаулықты басқару әдісін өзгертуі мүмкін. Жасушалар қатерлі ісік ауруын арнайы нысанаға алуға және жоюға немесе қант диабетімен ауыратындар үшін инсулин өндіруге арналған болуы мүмкін, бұл сыртқы дәрі-дәрмек қажеттілігін азайтады. Бұл ерлік фармацевтика өнеркәсібінде айтарлықтай өзгеріске әкелуі мүмкін, өйткені басты назар дәрілік өндірістен нақты жасушаларды жобалау мен өндіруге ауысуы мүмкін. Жеке адамдар үшін бұл өмір сапасы мен ұзақ өмір сүруді жақсартуға мүмкіндік беретін жекелендірілген және тиімді емдеуді білдіреді.

Денсаулық сақтаудан тыс салалар үшін дизайнерлік жасушалар да терең әсер етуі мүмкін. Ауыл шаруашылығында өсімдіктерді зиянкестерге немесе ауа-райының қолайсыз жағдайларына төзімді жасушалармен жасауға болады, бұл химиялық пестицидтерге қажеттілікті азайтады және азық-түлік қауіпсіздігін арттырады. Энергетика секторында жасушалар күн сәулесін биоотынға тиімді түрлендіру үшін жобалануы мүмкін, бұл энергия қажеттіліктеріне тұрақты шешім ұсынады. Осы секторларда жұмыс істейтін компаниялар жаңа дағдылар мен білімді қажет ететін осы жаңа технологияларға бейімделуі керек, ал үкіметтер қауіпсіздік пен этикалық пайдалануды қамтамасыз ету үшін ережелер жасауы керек.

Дегенмен, конструкторлық жасушалардың кеңінен қолданылуы шешуді қажет ететін маңызды этикалық және әлеуметтік сұрақтарды тудырады. Бұл технологияларға кім қол жеткізе алады? Олар барлығына қолжетімді бола ма, әлде тек төлей алатындар үшін ме? Ең бастысы, дизайнерлік жасушаларды пайдалану жаңа аурулар немесе экологиялық мәселелер сияқты күтпеген салдарға әкелмейтінін қалай қамтамасыз етеміз? Үкіметтерге осы сұрақтарды дұрыс шешу үшін жаһандық ережелерді орнату қажет болуы мүмкін.

Конструкторлық жасушалардың салдары 

Дизайнерлік ұяшықтардың кеңірек әсерлері мыналарды қамтуы мүмкін:

• Адам жасушалары қартаю әсеріне қарсы тұру үшін жасалған. 
• Жаңа өндірістер жасушаларды жобалау мен өндіріске шоғырланды, бұл жұмыс орындарын құруға және биотехнологияға инвестицияның артуына әкелді.
• Дизайнерлік жасушалар қоршаған ортаны ластаушы заттарды тазарту үшін пайдаланылады, бұл таза, сау қоршаған ортаға әкеледі.
• Қоғамдық денсаулықты жақсартуға және денсаулық сақтау шығындарын азайтуға ықпал ететін көбірек қоректік дақылдарды өндіру.
• Биоотынның пайда болуы қазба отындарына тәуелділіктің төмендеуіне және энергетикалық тәуелсіздікті ілгерілетуге әкеледі.
• Биоәртүрлілік үшін күтпеген салдарға әкелетін экожүйелердегі ықтимал бұзылулар.
• Дизайнер сәбилер туралы жаңа пікірталастар, инженерлік «мінсіз» адамдардың моральдық қасиеттері және бұл әлеуметтік-экономикалық теңсіздіктерді қалай нашарлатуы мүмкін екендігі туралы сұрақтарды ашады.

Қарастырылатын сұрақтар

• Әр түрлі салалардағы дизайнерлік ұяшықтар үшін қандай қосымша қолданбалар туралы ойлай аласыз? 
• Сіздің ойыңызша, өлместікке ұмтылу үшін дизайнерлік жасушалардың қолданбалары бар ма?