Designerceller: Använder syntetisk biologi för att redigera vår genetiska kod

BILDKREDIT:
Bild kredit
iStock

Designerceller: Använder syntetisk biologi för att redigera vår genetiska kod

Designerceller: Använder syntetisk biologi för att redigera vår genetiska kod

Underrubrik text
De senaste framstegen inom syntetisk biologi innebär att det bara är några år kvar tills vi kan förändra den genetiska sammansättningen av våra celler – på gott och ont.
    • Författare:
    • författarnamn
      Quantumrun Framsyn
    • November 12, 2021

    Genombrotten inom syntetisk biologi har banat väg för skapandet av designerceller, som påverkar många sektorer från hälsovård till jordbruk. Dessa konstruerade celler, som kan producera nya proteiner, skulle kunna erbjuda personliga sjukdomsbehandlingar, mer motståndskraftiga grödor och hållbara energilösningar. Men detta tekniska språng medför också betydande etiska och samhälleliga utmaningar, såsom ojämlikhet i tillgång och potentiella ekologiska störningar, vilket kräver noggrann global reglering och eftertänksam diskurs.

    Kontext för designerceller

    Forskare har ägnat decennier åt att försöka tillverka liv. 2016 skapade de en syntetisk cell från grunden. Tyvärr hade cellen oförutsägbara tillväxtmönster, vilket gjorde det extremt svårt att studera. Men 2021 lyckades forskare hitta sju gener som leder till konsekvent celltillväxt. Att förstå dessa gener är avgörande för att forskare ska kunna skapa syntetiska celler.

    Samtidigt har andra vetenskapliga framsteg gjort det möjligt att ändra befintliga celler för att anta "designerfunktioner". I huvudsak kan syntetisk biologi få dessa celler att få nya egenskaper genom att förändra proteinsyntesmekanismerna. Proteinsyntes är avgörande för celltillväxt och modifiering. 

    Symbiogenes är den mest accepterade teorin om hur celler fungerar idag. Teorin säger att när bakterier slukade varandra för två miljarder år sedan, smälte cellerna inte. Istället bildade de ett ömsesidigt fördelaktigt förhållande och bildade den eukaryota cellen. Den eukaryota cellen har ett komplext proteinbyggande maskineri som kan bygga vilket protein som helst som kodas i cellens genetiska material. 

    Tyska forskare har satt in syntetiska organeller som kan modifiera cellens genetiska material för att koda för helt nya proteiner. Den bedriften innebär att den konstruerade cellen nu kan producera nya proteiner utan några förändringar i dess rutinfunktioner.

    Störande inverkan

    Tillkomsten av designerceller kan förändra vårt sätt att behandla sjukdomar och hantera hälsa. Celler kan utformas för att specifikt rikta in och eliminera cancer, eller för att producera insulin för personer med diabetes, vilket minskar behovet av extern medicinering. Denna bedrift kan leda till en betydande förändring i läkemedelsindustrin, eftersom fokus kan flyttas från läkemedelsproduktion till design och tillverkning av specifika celler. För individer kan detta innebära mer personliga och effektiva behandlingar, som potentiellt kan förbättra livskvaliteten och livslängden.

    För branscher bortom hälso- och sjukvården kan designerceller också ha djupgående konsekvenser. Inom jordbruket kan växter konstrueras med celler som är mer resistenta mot skadedjur eller svåra väderförhållanden, vilket minskar behovet av kemiska bekämpningsmedel och ökar livsmedelssäkerheten. Inom energisektorn kan celler designas för att effektivt omvandla solljus till biobränslen, vilket ger en hållbar lösning på energibehoven. Företag som verkar inom dessa sektorer skulle behöva anpassa sig till dessa nya tekniker, vilket potentiellt kräver nya färdigheter och kunskaper, och regeringar skulle behöva fastställa regler för att säkerställa säkerhet och etisk användning.

    Men den utbredda användningen av designerceller väcker också viktiga etiska och samhälleliga frågor som måste lösas. Vem kommer att ha tillgång till dessa tekniker? Kommer de att vara överkomliga för alla eller bara för de som kan betala? Ännu viktigare, hur ska vi säkerställa att användningen av designerceller inte leder till oavsiktliga konsekvenser, som nya sjukdomar eller miljöfrågor? Regeringar kan behöva upprätta globala regler för att på ett adekvat sätt ta itu med dessa frågor.

    Konsekvenser av designerceller 

    Vidare implikationer av designerceller kan inkludera:

    • Mänskliga celler konstrueras för att bli immuna mot effekterna av åldrande. 
    • Nya industrier kretsade kring celldesign och tillverkning, vilket ledde till skapande av jobb och ökade investeringar i bioteknik.
    • Designerceller används för att rensa upp miljöföroreningar, vilket leder till en renare och hälsosammare miljö.
    • Produktion av mer näringsrika grödor som bidrar till förbättrad folkhälsa och minskade vårdkostnader.
    • Skapandet av biobränslen leder till ett minskat beroende av fossila bränslen och främjar energioberoende.
    • Potentiella störningar i ekosystem som leder till oförutsedda konsekvenser för den biologiska mångfalden.
    • Förnyade debatter om designade bebisar, öppnar upp frågor om moralen i att skapa "perfekta" människor och hur detta kan förvärra socioekonomiska ojämlikheter.

    Frågor att överväga

    • Vilka ytterligare applikationer kan du tänka dig för designerceller i olika branscher? 
    • Tror du att det finns tillämpningar av designerceller i jakten på odödlighet?

    Insiktsreferenser

    Följande populära och institutionella länkar hänvisades till för denna insikt: