Дизайнерлік жасушалар: генетикалық кодты өңдеу үшін синтетикалық биологияны пайдалану

Кредит суреті:
Сурет несиесі
iStock

Дизайнерлік жасушалар: генетикалық кодты өңдеу үшін синтетикалық биологияны пайдалану

Дизайнерлік жасушалар: генетикалық кодты өңдеу үшін синтетикалық биологияны пайдалану

Тақырып мәтіні
Синтетикалық биологияның соңғы жетістіктері жасушаларымыздың генетикалық құрылымын жақсы немесе нашар өзгерте алатынымызға бірнеше жыл ғана қалды дегенді білдіреді.
    • автор:
    • Автордың аты-жөні
      Кванттық болжау
    • Қараша 12, 2021

    Мәтінді жариялау

    Синтетикалық биология жасанды компоненттерді тірі жасушаларға айналдыруға мүмкіндік берді. Бұл сала молекулалық биология, информатика және химияның қиылысы болып табылады. Синтетикалық биологияның негізгі мақсаттары биологиялық өміршең жасушаларды нөлден бастап құруды үйрену, өмірді мүмкін ететін химия туралы түсінігімізді жақсарту және адамзатқа барынша пайда әкелу үшін биологиялық жүйелермен өзара әрекеттесуімізді оңтайландыруды қамтиды. 

    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 оны зерттеуді қиындатады. Дегенмен, 2021 жылы ғалымдар жасушалардың 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 қорытылмаған деп есептейді. 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 инженерлік жасуша енді күнделікті функцияларын өзгертпестен жаңа ақуыздарды шығара алады дегенді білдіреді. 

    Деструктивті әсер

    Синтетикалық жасушаларды өндіру және модификациялау бойынша зерттеулер нәтиже беруді жалғастырса, бизнес дизайнерлік жасушаларды коммерцияландыру мүмкіндігіне ие болуы мүмкін. Мұндай жасушаларда фотосинтездеу қабілеті сияқты өңделген қалаулы белгілер болуы мүмкін. Дизайнерлік жасушалардың өнертабысы біздің генетикалық құрылымды бақылауға деген экспоненциалды түрде өсетін сұраныспен мүлдем жаңа өрісті тудыруы мүмкін. Өкінішке орай, адам жасушалары ғалымдар осы уақытқа дейін зерттеген бактериялық жасушаларға қарағанда әлдеқайда күрделі. Сондықтан дизайнерлік жасушаларды кеңінен қолдану 2030-шы жылдарға қарай адамның қауіпсіз пайдалануы үшін ғана мақұлдануы мүмкін. 

    Конструкторлық ұяшықтарды қолдану 

    Дизайнерлік ұяшықтар төңкеріс жасай алады: 

    • Ғалымдарға зиянкестерге төзімді дақылдарды жасауға немесе ауыл шаруашылығы өнімін реттеуге мүмкіндік беретін ауыл шаруашылығы саласы.
    • Қартаюдың косметикалық әсеріне иммунитетті адам жасушаларын жасауға мүмкіндік беретін сауықтыру индустриясы. 
    • Дизайнерлік жасушаларды муковисцидоз сияқты ауруларда жетіспейтін ақуыздарды өндіруге үйрету арқылы жазылмайтын ауруларды емдеу.
    • Бір уақытта бірнеше жұқпалы аурулардан лезде қорғауды қамтамасыз ете алатын иммунитеті жоғары дизайнерлік жасушаларды жасау арқылы денсаулық сақтау.

    Түсініктеме беруге арналған сұрақтар

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

    Инсайт сілтемелері

    Бұл түсінік үшін келесі танымал және институционалдық сілтемелерге сілтеме жасалды: