Projektant komórek: wykorzystanie biologii syntetycznej do edycji naszego kodu genetycznego

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• Listopad 12, 2021

Przełomy w biologii syntetycznej utorowały drogę do stworzenia designerskich komórek, wpływając na wiele sektorów, od opieki zdrowotnej po rolnictwo. Te zmodyfikowane komórki, zdolne do wytwarzania nowych białek, mogą oferować spersonalizowane metody leczenia chorób, bardziej odporne uprawy i zrównoważone rozwiązania energetyczne. Jednak ten skok technologiczny niesie ze sobą również poważne wyzwania etyczne i społeczne, takie jak nierówność dostępu i potencjalne zakłócenia ekologiczne, wymagające ostrożnych globalnych regulacji i przemyślanego dyskursu.

Kontekst komórek projektanta

Naukowcy spędzili dziesięciolecia próbując wyprodukować życie. W 2016 roku stworzyli od podstaw syntetyczne ogniwo. Niestety komórka miała nieprzewidywalny wzorzec wzrostu, co niezwykle utrudniało jej badanie. Jednak w 2021 r. naukowcom udało się wskazać siedem genów odpowiedzialnych za spójny wzrost komórek. Zrozumienie tych genów jest niezbędne dla naukowców do tworzenia syntetycznych komórek.

Tymczasem inne osiągnięcia naukowe umożliwiły zmianę istniejących komórek w celu przyjęcia „funkcji projektanta”. Zasadniczo biologia syntetyczna może sprawić, że komórki te zyskają nowe właściwości poprzez zmianę mechanizmów syntezy białek. Synteza białek jest niezbędna do wzrostu i modyfikacji komórek. 

Symbiogeneza jest obecnie najbardziej akceptowaną teorią działania komórek. Teoria głosi, że kiedy bakterie pochłonęły się nawzajem dwa miliardy lat temu, komórki nie zostały strawione. Zamiast tego utworzyli wzajemnie korzystną relację, tworząc komórkę eukariotyczną. Komórka eukariotyczna ma złożony mechanizm budowy białek, który może zbudować dowolne białko zakodowane w materiale genetycznym komórki. 

Niemieccy naukowcy wprowadzili syntetyczne organelle, które mogą modyfikować materiał genetyczny komórki w celu kodowania zupełnie nowych białek. Ten wyczyn oznacza, że ​​zmodyfikowana komórka może teraz wytwarzać nowe białka bez żadnych zmian w swoich rutynowych funkcjach.

Destrukcyjny wpływ

Pojawienie się designerskich komórek może zmienić sposób, w jaki leczymy choroby i zarządzamy zdrowiem. Komórki można zaprojektować tak, aby celowo atakowały i eliminowały raka lub wytwarzały insulinę dla osób chorych na cukrzycę, zmniejszając potrzebę stosowania leków zewnętrznych. Ten wyczyn może doprowadzić do znaczących zmian w przemyśle farmaceutycznym, ponieważ uwaga może przenieść się z produkcji leków na projektowanie i wytwarzanie określonych komórek. Dla poszczególnych osób może to oznaczać bardziej spersonalizowane i skuteczne leczenie, potencjalnie poprawiające jakość życia i długowieczność.

Dla branż wykraczających poza opiekę zdrowotną designerskie komórki mogą również mieć poważne konsekwencje. W rolnictwie rośliny można by zaprojektować z wykorzystaniem komórek, które są bardziej odporne na szkodniki lub trudne warunki pogodowe, co zmniejszy zapotrzebowanie na chemiczne pestycydy i zwiększy bezpieczeństwo żywnościowe. W sektorze energetycznym ogniwa można zaprojektować tak, aby skutecznie przekształcały światło słoneczne w biopaliwa, oferując zrównoważone rozwiązanie potrzeb energetycznych. Firmy działające w tych sektorach będą musiały dostosować się do tych nowych technologii, co może wymagać nowych umiejętności i wiedzy, a rządy będą musiały ustanowić przepisy zapewniające bezpieczeństwo i etyczne użytkowanie.

Jednak powszechne stosowanie ogniw projektowych rodzi również ważne kwestie etyczne i społeczne, którymi należy się zająć. Kto będzie miał dostęp do tych technologii? Czy będą dostępne dla wszystkich, czy tylko dla tych, których na to stać? Co ważniejsze, w jaki sposób zapewnimy, że stosowanie zaprojektowanych ogniw nie doprowadzi do niezamierzonych konsekwencji, takich jak nowe choroby lub problemy środowiskowe? Być może rządy będą musiały ustanowić globalne regulacje, aby odpowiednio odpowiedzieć na te pytania.

Implikacje komórek projektanta 

Szersze implikacje komórek projektanta mogą obejmować:

• Komórki ludzkie są projektowane tak, aby uodpornić się na skutki starzenia. 
• Nowe gałęzie przemysłu skupiły się wokół projektowania i produkcji komórek, co doprowadziło do tworzenia miejsc pracy i zwiększonych inwestycji w biotechnologię.
• Ogniwa designerskie wykorzystywane do usuwania substancji zanieczyszczających środowisko, co prowadzi do czystszego i zdrowszego środowiska.
• Produkcja roślin o większej wartości odżywczej, przyczyniająca się do poprawy zdrowia publicznego i zmniejszenia kosztów opieki zdrowotnej.
• Tworzenie biopaliw prowadzące do zmniejszenia naszej zależności od paliw kopalnych i promujące niezależność energetyczną.
• Potencjalne zakłócenia w ekosystemach prowadzące do nieprzewidzianych konsekwencji dla różnorodności biologicznej.
• Ponowne debaty na temat dzieci projektantów, rodzące pytania dotyczące moralności projektowania „doskonałych” ludzi i tego, w jaki sposób może to pogorszyć nierówności społeczno-ekonomiczne.

Pytania do rozważenia

• Jakie dodatkowe zastosowania można wymyślić dla projektantów komórek w różnych branżach? 
• Czy uważasz, że istnieją zastosowania designerskich komórek w dążeniu do nieśmiertelności?