Sintetinė biologija leido sukurti dirbtinius komponentus į gyvas ląsteles. Ši sritis yra molekulinės biologijos, informatikos ir chemijos sankirta. Pagrindiniai sintetinės biologijos tikslai yra mokymasis, kaip sukurti biologiškai gyvybingas ląsteles nuo nulio, pagerinti mūsų supratimą apie chemiją, kuri leidžia gyvybei, ir optimizuoti sąveiką su biologinėmis sistemomis, kad žmonija gautų kuo daugiau naudos.
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 tiksliai nustatyti septynis genus, kurie lemia nuoseklų ląstelių augimą – šiuos genus būtina suprasti, kad mokslininkai galėtų kurti sintetines ląsteles.
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 mano, 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. Tai reiškia, kad sukurta ląstelė dabar gali gaminti naujus baltymus be jokių įprastų funkcijų pokyčių.
Trikdantis poveikis
Jei sintetinių ląstelių gamybos ir modifikavimo tyrimai ir toliau duos rezultatų, įmonės gali pasinaudoti galimybe komercializuoti dizainerių ląsteles. Tokiose ląstelėse gali būti redaguoti pageidaujami bruožai, pavyzdžiui, gebėjimas fotosintezuoti. Dizainerių ląstelių išradimas galėtų sukurti visiškai naują lauką su eksponentiškai didėjančiu mūsų genetinės struktūros kontrolės poreikiu. Deja, žmogaus ląstelės yra daug sudėtingesnės nei bakterijų ląstelės, kurias iki šiol tyrinėjo mokslininkai. Todėl plačiai paplitęs dizainerių ląstelių naudojimas greičiausiai bus patvirtintas saugiam žmonių naudojimui tik iki 2030 m.
Dizainerių ląstelių taikymai
Dizainerių ląstelės gali pakeisti:
- Žemės ūkio sritis, leidžianti mokslininkams kurti atsparius kenkėjams augalus arba reguliuoti žemės ūkio produkciją.
- Sveikatingumo pramonė, leidžianti modifikuoti žmogaus ląsteles taip, kad jos taptų atsparios kosmetiniam senėjimo poveikiui.
- Nepagydomų ligų gydymas, mokant dizainerių ląsteles gaminti trūkstamus baltymus sergant tokiomis ligomis kaip cistinė fibrozė.
- Sveikatos priežiūra sukuriant dizainerių ląsteles su padidintu imunitetu, kurios gali akimirksniu apsaugoti nuo kelių infekcinių ligų vienu metu.
Klausimai komentuoti
- Kokias papildomas programas galite galvoti apie dizainerių ląsteles įvairiose pramonės šakose?
- Ar manote, kad siekiant nemirtingumo yra dizainerių ląstelių pritaikymo?
