Dizajnérske bunky: Použitie syntetickej biológie na úpravu nášho genetického kódu

OBRÁZOK PRE OBRÁZOK:
Obrazový kredit
iStock

Dizajnérske bunky: Použitie syntetickej biológie na úpravu nášho genetického kódu

Dizajnérske bunky: Použitie syntetickej biológie na úpravu nášho genetického kódu

Text podnadpisu
Nedávny pokrok v syntetickej biológii znamená, že zostáva len niekoľko rokov, kým dokážeme zmeniť genetické zloženie našich buniek – k lepšiemu alebo k horšiemu.
    • Autor:
    • meno autora
      Predvídavosť Quantumrun
    • Novembra 12, 2021

    Prelomové objavy v syntetickej biológii vydláždili cestu k vytvoreniu dizajnérskych buniek, ktoré ovplyvňujú mnohé sektory od zdravotníctva po poľnohospodárstvo. Tieto upravené bunky, schopné produkovať nové proteíny, by mohli ponúknuť personalizovanú liečbu chorôb, odolnejšie plodiny a udržateľné energetické riešenia. Tento technologický skok však prináša aj významné etické a spoločenské výzvy, ako je nerovnosť v prístupe a potenciálne ekologické narušenia, ktoré si vyžadujú starostlivú globálnu reguláciu a premyslený diskurz.

    Kontext dizajnérskych buniek

    Vedci strávili desaťročia pokusmi o výrobu života. V roku 2016 vytvorili syntetickú bunku od nuly. Bohužiaľ, bunka mala nepredvídateľné vzorce rastu, čo sťažovalo štúdium. V roku 2021 sa však vedcom podarilo určiť sedem génov, ktoré vedú k konzistentnému rastu buniek. Pochopenie týchto génov je pre vedcov nevyhnutné na vytvorenie syntetických buniek.

    Medzitým ďalšie vedecké pokroky umožnili zmeniť existujúce bunky tak, aby prijali „funkcie dizajnéra“. V podstate môže syntetická biológia prinútiť tieto bunky, aby získali nové kvality zmenou mechanizmov syntézy proteínov. Syntéza bielkovín je nevyhnutná pre bunkový rast a modifikáciu. 

    Symbiogenéza je dnes najviac uznávanou teóriou fungovania buniek. Teória tvrdí, že keď sa baktérie pred dvoma miliardami rokov navzájom pohltili, bunky sa nestrávili. Namiesto toho vytvorili vzájomne výhodný vzťah a vytvorili eukaryotickú bunku. Eukaryotická bunka má zložitý mechanizmus na tvorbu proteínov, ktorý dokáže vytvoriť akýkoľvek proteín kódovaný v genetickom materiáli bunky. 

    Nemeckí vedci vložili syntetické organely, ktoré dokážu modifikovať genetický materiál bunky tak, aby kódoval úplne nové proteíny. Tento výkon znamená, že skonštruovaná bunka môže teraz produkovať nové proteíny bez akýchkoľvek zmien vo svojich rutinných funkciách.

    Rušivý vplyv

    Príchod dizajnérskych buniek by mohol zmeniť spôsob, akým liečime choroby a riadime zdravie. Bunky môžu byť navrhnuté tak, aby sa špecificky zameriavali na rakovinu a eliminovali ju, alebo aby produkovali inzulín pre ľudí s cukrovkou, čím sa znižuje potreba externej medikácie. Tento čin by mohol viesť k významnému posunu vo farmaceutickom priemysle, pretože zameranie by sa mohlo presunúť z výroby liekov na dizajn a výrobu špecifických buniek. Pre jednotlivcov by to mohlo znamenať personalizovanejšiu a účinnejšiu liečbu, ktorá by mohla zlepšiť kvalitu života a dlhovekosť.

    Pre odvetvia mimo zdravotníctva by mohli mať dizajnérske bunky tiež hlboké dôsledky. V poľnohospodárstve by mohli byť rastliny upravené s bunkami, ktoré sú odolnejšie voči škodcom alebo drsným poveternostným podmienkam, čím sa znižuje potreba chemických pesticídov a zvyšuje sa potravinová bezpečnosť. V energetickom sektore by mohli byť články navrhnuté tak, aby efektívne premieňali slnečné svetlo na biopalivá, čo by ponúkalo udržateľné riešenie energetických potrieb. Spoločnosti pôsobiace v týchto sektoroch by sa museli prispôsobiť týmto novým technológiám, čo si potenciálne vyžaduje nové zručnosti a znalosti, a vlády by museli zaviesť predpisy na zaistenie bezpečnosti a etického používania.

    Široké používanie dizajnérskych buniek však vyvoláva aj dôležité etické a spoločenské otázky, ktoré je potrebné riešiť. Kto bude mať prístup k týmto technológiám? Budú dostupné pre každého alebo len pre tých, ktorí môžu platiť? A čo je dôležitejšie, ako zabezpečíme, aby používanie dizajnových buniek neviedlo k nezamýšľaným následkom, ako sú nové choroby alebo environmentálne problémy? Vlády možno budú musieť zaviesť globálne predpisy, aby tieto otázky primerane riešili.

    Dôsledky dizajnérskych buniek 

    Širšie dôsledky dizajnérskych buniek môžu zahŕňať:

    • Ľudské bunky sú upravené tak, aby sa stali imúnnymi voči účinkom starnutia. 
    • Nové priemyselné odvetvia sa sústreďujú okolo bunkového dizajnu a výroby, čo vedie k vytváraniu pracovných miest a zvýšeným investíciám do biotechnológií.
    • Dizajnové bunky sa používajú na čistenie znečisťujúcich látok v životnom prostredí, čo vedie k čistejšiemu a zdravšiemu prostrediu.
    • Produkcia výživnejších plodín prispieva k zlepšeniu verejného zdravia a zníženiu nákladov na zdravotnú starostlivosť.
    • Vytváranie biopalív vedie k zníženiu našej závislosti od fosílnych palív a podporuje energetickú nezávislosť.
    • Potenciálne narušenia ekosystémov vedúce k nepredvídateľným následkom pre biodiverzitu.
    • Obnovené debaty o dizajnérskych bábätkách, ktoré otvorili otázky o morálke inžinierskych „dokonalých“ ľudí a o tom, ako by to mohlo zhoršiť sociálno-ekonomické nerovnosti.

    Otázky na zváženie

    • Aké ďalšie aplikácie si môžete vymyslieť pre dizajnérske bunky v rôznych odvetviach? 
    • Myslíte si, že existujú aplikácie dizajnérskych buniek v snahe o nesmrteľnosť?

    Prehľadové referencie

    Pre tento prehľad boli použité nasledujúce populárne a inštitucionálne odkazy: