Dizainerių ląstelės: sintetinės biologijos naudojimas mūsų genetiniam kodui redaguoti

VAIZDO KREDITAS:
Paveikslėlio kredito
iStock

Dizainerių ląstelės: sintetinės biologijos naudojimas mūsų genetiniam kodui redaguoti

Dizainerių ląstelės: sintetinės biologijos naudojimas mūsų genetiniam kodui redaguoti

Paantraštės tekstas
Naujausi sintetinės biologijos pasiekimai reiškia, kad liko tik keli metai, kol galėsime pakeisti savo ląstelių genetinę sandarą – į gerąją ar blogąją pusę.
    • Autorius:
    • autoriaus vardas
      Quantumrun Foresight
    • Lapkritis 12, 2021

    Sintetinės biologijos laimėjimai atvėrė kelią dizainerių ląstelių kūrimui, turinčių įtakos daugeliui sektorių nuo sveikatos priežiūros iki žemės ūkio. Šios modifikuotos ląstelės, galinčios gaminti naujus baltymus, galėtų pasiūlyti individualizuotą ligų gydymą, atsparesnius pasėlius ir tvarius energijos sprendimus. Tačiau šis technologinis šuolis taip pat atneša didelių etinių ir visuomeninių iššūkių, tokių kaip prieigos nelygybė ir galimi ekologiniai sutrikimai, dėl kurių reikia kruopštaus pasaulinio reguliavimo ir apgalvoto diskurso.

    Dizainerio langelių kontekstas

    Mokslininkai praleido dešimtmečius bandydami sukurti gyvybę. 2016 m. jie sukūrė sintetinę ląstelę nuo nulio. Deja, ląstelė turėjo nenuspėjamas augimo tendencijas, todėl ją labai sunku ištirti. Tačiau 2021 m. mokslininkams pavyko nustatyti septynis genus, kurie lemia nuoseklų ląstelių augimą. Norint sukurti sintetines ląsteles, mokslininkams labai svarbu suprasti šiuos genus.

    Tuo tarpu kiti mokslo pasiekimai leido pakeisti esamas ląsteles, kad jos pritaikytų „dizainerio funkcijas“. Iš esmės, sintetinė biologija gali priversti šias ląsteles įgyti naujų savybių, pakeisdama baltymų sintezės mechanizmus. Baltymų sintezė yra būtina ląstelių augimui ir modifikacijai. 

    Simbiogenezė yra labiausiai priimta teorija, kaip šiandien veikia ląstelės. Teorija teigia, kad kai bakterijos apėmė viena kitą prieš du milijardus metų, ląstelės nebuvo suvirškintos. Vietoj to, jie užmezgė abipusiai naudingus santykius, sudarydami eukariotinę ląstelę. Eukariotinė ląstelė turi sudėtingą baltymų gamybos mašiną, kuri gali sukurti bet kokį baltymą, užkoduotą ląstelės genetinėje medžiagoje. 

    Vokiečių mokslininkai įterpė sintetinių organelių, kurios gali modifikuoti ląstelės genetinę medžiagą, kad koduotų visiškai naujus baltymus. Šis žygdarbis reiškia, kad sukurta ląstelė dabar gali gaminti naujus baltymus, nepakeisdama įprastų funkcijų.

    Trikdantis poveikis

    Dizainerių ląstelių atsiradimas gali pakeisti mūsų ligų gydymo ir sveikatos valdymo būdus. Ląstelės gali būti sukurtos specialiai nukreipti ir pašalinti vėžį arba gaminti insuliną sergantiems cukriniu diabetu, taip sumažinant išorinių vaistų poreikį. Šis žygdarbis gali lemti reikšmingus pokyčius farmacijos pramonėje, nes dėmesys gali būti perkeltas nuo vaistų gamybos prie konkrečių ląstelių projektavimo ir gamybos. Asmenims tai gali reikšti labiau individualizuotą ir veiksmingesnį gydymą, galintį pagerinti gyvenimo kokybę ir ilgaamžiškumą.

    Ne sveikatos priežiūros pramonėje dizainerių ląstelės taip pat gali turėti didelių pasekmių. Žemės ūkyje augalai gali būti sukurti su ląstelėmis, kurios yra atsparesnės kenkėjams ar atšiaurioms oro sąlygoms, todėl sumažėja cheminių pesticidų poreikis ir padidėja maisto saugumas. Energetikos sektoriuje elementai galėtų būti sukurti taip, kad saulės šviesą efektyviai paverstų biokuru, o tai būtų tvarus energijos poreikių sprendimas. Šiuose sektoriuose veikiančios įmonės turėtų prisitaikyti prie šių naujų technologijų, kurioms gali prireikti naujų įgūdžių ir žinių, o vyriausybės turėtų nustatyti taisykles, užtikrinančias saugumą ir etišką naudojimą.

    Tačiau plačiai paplitęs dizainerių ląstelių naudojimas taip pat kelia svarbių etinių ir visuomeninių klausimų, kuriuos reikia spręsti. Kas turės prieigą prie šių technologijų? Ar jie bus prieinami visiems, ar tik tiems, kurie gali mokėti? Dar svarbiau, kaip užtikrinsime, kad dizainerių ląstelių naudojimas nesukeltų nenumatytų pasekmių, pvz., naujų ligų ar aplinkos problemų? Vyriausybei gali tekti nustatyti pasaulinius reglamentus, kad tinkamai išspręstų šiuos klausimus.

    Dizainerių ląstelių pasekmės 

    Platesnės dizainerių ląstelių reikšmės gali apimti:

    • Žmogaus ląstelės yra sukurtos taip, kad taptų atsparios senėjimo poveikiui. 
    • Naujos pramonės šakos sutelktos į ląstelių projektavimą ir gamybą, todėl kuriamos darbo vietos ir padidinamos investicijos į biotechnologijas.
    • Dizainerių elementai, naudojami aplinkos teršalams valyti, todėl aplinka tampa švaresnė ir sveikesnė.
    • Maistingesnių pasėlių auginimas prisideda prie geresnės visuomenės sveikatos ir sumažina sveikatos priežiūros išlaidas.
    • Biokuro kūrimas, dėl kurio mažėja mūsų priklausomybė nuo iškastinio kuro ir skatinama energetinė nepriklausomybė.
    • Galimi ekosistemų sutrikimai, galintys turėti nenumatytų pasekmių biologinei įvairovei.
    • Atnaujintos diskusijos apie dizainerių kūdikius, atveriančios klausimus apie „tobulų“ žmonių inžinerijos moralę ir kaip tai gali pabloginti socialinę ir ekonominę nelygybę.

    Klausimai, kuriuos reikia apsvarstyti

    • Kokias papildomas programas galite galvoti apie dizainerių ląsteles įvairiose pramonės šakose? 
    • Ar manote, kad siekiant nemirtingumo yra dizainerių ląstelių pritaikymo?

    Įžvalgos nuorodos

    Šioje įžvalgoje buvo nurodytos šios populiarios ir institucinės nuorodos: