Dizaineru šūnas, izmantojot sintētisko bioloģiju, rediģē mūsu ģenētisko kodu

ATTĒLA KREDĪTS:

iStock

Dizaineru šūnas: sintētiskās bioloģijas izmantošana mūsu ģenētiskā koda rediģēšanai

Jaunākie sasniegumi sintētiskajā bioloģijā nozīmē, ka ir palikuši tikai daži gadi, līdz mēs varēsim mainīt savu šūnu ģenētisko uzbūvi — uz labo vai slikto pusi.

Autors:
Autors nosaukums
Quantumrun Foresight
Novembris 12, 2021

Sintētiskā bioloģija ir devusi iespēju mākslīgās sastāvdaļas pārveidot dzīvās šūnās. Lauks ir molekulārās bioloģijas, datorzinātņu un ķīmijas krustpunkts. Sintētiskās bioloģijas galvenie mērķi ietver mācīšanos izveidot bioloģiski dzīvotspējīgas šūnas no nulles, uzlabot mūsu izpratni par ķīmiju, kas padara dzīvību iespējamu, un optimizēt mūsu mijiedarbību ar bioloģiskajām sistēmām, lai cilvēce gūtu maksimālu labumu.

Dizainera šūnu konteksts

Zinātnieki ir pavadījuši gadu desmitus, cenšoties radīt dzīvību. 2016. gadā viņi no jauna izveidoja sintētisko šūnu. Diemžēl šūnai bija neparedzami augšanas modeļi, padarot to ārkārtīgi sarežģītu. Tomēr 2021. gadā zinātniekiem izdevās precīzi noteikt septiņus gēnus, kas izraisa konsekventu šūnu augšanu — zinātniekiem ir svarīgi saprast šos gēnus, lai izveidotu sintētiskas šūnas.

Tikmēr citi zinātnes sasniegumi ir ļāvuši mainīt esošās šūnas, lai tās pieņemtu "dizainera funkcijas". Būtībā sintētiskā bioloģija var likt šīm šūnām iegūt jaunas īpašības, mainot proteīnu sintēzes mehānismus.

Olbaltumvielu sintēze ir būtiska šūnu augšanai un modificēšanai. Simbioģenēze ir mūsdienās vispieņemtākā teorija par to, kā šūnas darbojas. Teorija uzskata, ka tad, kad baktērijas aprija viena otru pirms diviem miljardiem gadu, šūnas netika sagremotas. Tā vietā viņi izveidoja abpusēji izdevīgas attiecības, veidojot eikariotu šūnu. Eikariotu šūnai ir sarežģītas proteīnu veidošanas iekārtas, kas var veidot jebkuru proteīnu, kas kodēts šūnas ģenētiskajā materiālā.

Vācu zinātnieki ir ievietojuši sintētiskas organellas, kas var modificēt šūnas ģenētisko materiālu, lai kodētu pilnīgi jaunas olbaltumvielas. Tas nozīmē, ka konstruētā šūna tagad var ražot jaunus proteīnus bez izmaiņām tās ikdienas funkcijās.

Traucējoša ietekme

Ja sintētisko šūnu ražošanas un modifikācijas pētījumi turpinās dot rezultātus, uzņēmumi var izmantot iespēju komercializēt dizaineru šūnas. Šādām šūnām, iespējams, varētu būt rediģētas vēlamas iezīmes, piemēram, spēja veikt fotosintēzi. Dizaineru šūnu izgudrojums varētu radīt pilnīgi jaunu jomu ar eksponenciāli pieaugošu pieprasījumu pēc kontroles pār mūsu ģenētisko uzbūvi. Diemžēl cilvēka šūnas ir daudz sarežģītākas nekā baktēriju šūnas, kuras zinātnieki līdz šim ir pētījuši. Tāpēc dizaineru šūnu plaša izmantošana, visticamāk, tiks apstiprināta drošai lietošanai cilvēkiem tikai līdz 2030. gadiem.

Dizaineru šūnu pielietojumi

Dizaineru šūnas var mainīt:

Lauksaimniecības joma, kas ļauj zinātniekiem izstrādāt pret kaitēkļiem izturīgus kultūraugus vai regulēt lauksaimniecības produkciju.
Labsajūtas nozare, kas ļauj konstruēt cilvēka šūnas, lai tās kļūtu imūnas pret novecošanās kosmētisko ietekmi.
Neārstējamu slimību ārstēšana, apmācot dizaineru šūnas ražot trūkstošos proteīnus tādās slimībās kā cistiskā fibroze.
Veselības aprūpe, izveidojot dizaineru šūnas ar paaugstinātu imunitāti, kas var nodrošināt tūlītēju aizsardzību pret vairākām infekcijas slimībām vienlaikus.