Oblikovalske celice: Uporaba sintetične biologije za urejanje naše genetske kode

• Avtor:
• ime avtorja

  Quantumrun Foresight
• November 12, 2021

Preboji v sintetični biologiji so utrli pot ustvarjanju oblikovalskih celic, ki vplivajo na številne sektorje od zdravstva do kmetijstva. Te spremenjene celice, ki lahko proizvajajo nove beljakovine, bi lahko ponudile prilagojeno zdravljenje bolezni, bolj odporne pridelke in trajnostne energetske rešitve. Vendar pa ta tehnološki preskok prinaša tudi pomembne etične in družbene izzive, kot so neenakost pri dostopu in morebitne ekološke motnje, ki zahtevajo skrbno globalno regulacijo in premišljen diskurz.

Kontekst oblikovalskih celic

Znanstveniki so desetletja poskušali ustvariti življenje. Leta 2016 so iz nič ustvarili sintetično celico. Na žalost je imela celica nepredvidljive vzorce rasti, zaradi česar je bilo izjemno težko preučevati. Vendar pa je leta 2021 znanstvenikom uspelo natančno določiti sedem genov, ki vodijo do dosledne rasti celic. Razumevanje teh genov je bistvenega pomena za znanstvenike pri ustvarjanju sintetičnih celic.

Medtem je drugi znanstveni napredek omogočil spremembo obstoječih celic, da bi prevzele "funkcije oblikovalca". V bistvu lahko sintetična biologija povzroči, da te celice pridobijo nove lastnosti s spreminjanjem mehanizmov sinteze beljakovin. Sinteza beljakovin je bistvena za celično rast in modifikacijo. 

Simbiogeneza je danes najbolj sprejeta teorija o delovanju celic. Teorija pravi, da ko so se bakterije pred dvema milijardama let zajele, se celice niso prebavile. Namesto tega sta oblikovala vzajemno koristno razmerje in oblikovala evkariontsko celico. Evkariontska celica ima zapleten mehanizem za gradnjo beljakovin, ki lahko zgradi katero koli beljakovino, kodirano v genetskem materialu celice. 

Nemški znanstveniki so vstavili sintetične organele, ki lahko spremenijo genetski material celice za kodiranje popolnoma novih beljakovin. Ta podvig pomeni, da lahko inženirska celica zdaj proizvaja nove beljakovine brez kakršnih koli sprememb v svojih rutinskih funkcijah.

Moteč vpliv

Pojav oblikovanih celic bi lahko spremenil način zdravljenja bolezni in upravljanja z zdravjem. Celice so lahko zasnovane za specifično ciljanje in odpravljanje raka ali za proizvodnjo insulina za tiste s sladkorno boleznijo, kar zmanjša potrebo po zunanjih zdravilih. Ta podvig bi lahko povzročil pomemben premik v farmacevtski industriji, saj bi se fokus morda premaknil s proizvodnje zdravil na načrtovanje in proizvodnjo specifičnih celic. Za posameznike bi to lahko pomenilo bolj prilagojeno in učinkovito zdravljenje, ki bi lahko izboljšalo kakovost življenja in dolgoživost.

Za industrije zunaj zdravstvenega varstva bi lahko oblikovalske celice imele globoke posledice. V kmetijstvu bi lahko rastline oblikovali s celicami, ki so bolj odporne na škodljivce ali težke vremenske razmere, s čimer bi zmanjšali potrebo po kemičnih pesticidih in povečali prehransko varnost. V energetskem sektorju bi lahko celice oblikovali za učinkovito pretvorbo sončne svetlobe v biogoriva, kar bi ponudilo trajnostno rešitev za energetske potrebe. Podjetja, ki delujejo v teh sektorjih, bi se morala prilagoditi tem novim tehnologijam, kar bi lahko zahtevalo nova znanja in spretnosti, vlade pa bi morale določiti predpise za zagotovitev varnosti in etične uporabe.

Vendar pa široka uporaba oblikovalskih celic odpira tudi pomembna etična in družbena vprašanja, ki jih je treba obravnavati. Kdo bo imel dostop do teh tehnologij? Bodo dostopni vsem ali samo tistim, ki lahko plačajo? Še pomembneje, kako bomo zagotovili, da uporaba oblikovalskih celic ne bo povzročila nenamernih posledic, kot so nove bolezni ali okoljska vprašanja? Vlade bodo morda morale vzpostaviti globalne predpise za ustrezno reševanje teh vprašanj.

Posledice oblikovalskih celic 

Širše posledice oblikovalskih celic lahko vključujejo:

• Človeške celice so oblikovane tako, da postanejo imune na učinke staranja. 
• Nove industrije, osredotočene na načrtovanje in proizvodnjo celic, vodijo k ustvarjanju delovnih mest in povečanim naložbam v biotehnologijo.
• Dizajnerske celice, ki se uporabljajo za čiščenje okoljskih onesnaževal, kar vodi v čistejše in bolj zdravo okolje.
• Proizvodnja bolj hranljivih pridelkov, ki prispevajo k izboljšanemu javnemu zdravju in zmanjšanju stroškov zdravstvenega varstva.
• Ustvarjanje biogoriv vodi k zmanjšanju naše odvisnosti od fosilnih goriv in spodbuja energetsko neodvisnost.
• Morebitne motnje v ekosistemih, ki vodijo do nepredvidenih posledic za biotsko raznovrstnost.
• Obnovljene razprave o oblikovalskih dojenčkih, odpiranje vprašanj o moralnosti inženiringa "popolnih" ljudi in o tem, kako bi to lahko poslabšalo socialno-ekonomske neenakosti.

Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

• Katere dodatne aplikacije si lahko omislite za oblikovalske celice v različnih panogah? 
• Ali menite, da obstajajo aplikacije oblikovalskih celic v iskanju nesmrtnosti?