Дизайнерські клітини: використання синтетичної біології для редагування нашого генетичного коду

• Автор:
• ім'я автора

  Quantumrun Foresight
• Листопад 12, 2021

Прориви в синтетичній біології проклали шлях до створення дизайнерських клітин, що вплинуло на численні галузі, від охорони здоров’я до сільського господарства. Ці сконструйовані клітини, здатні виробляти нові білки, можуть запропонувати персоналізоване лікування хвороб, більш стійкі культури та стійкі енергетичні рішення. Однак цей технологічний стрибок також приносить значні етичні та суспільні виклики, такі як нерівність у доступі та потенційні екологічні порушення, що вимагає ретельного глобального регулювання та вдумливого дискурсу.

Контекст комірок конструктора

Вчені десятиліттями намагалися створити життя. У 2016 році вони з нуля створили синтетичний осередок. На жаль, клітина мала непередбачуваний характер росту, що ускладнювало її вивчення. Однак у 2021 році вченим вдалося точно визначити сім генів, які призводять до стабільного росту клітин. Розуміння цих генів є життєво важливим для вчених для створення синтетичних клітин.

Тим часом інші наукові досягнення зробили можливим змінити існуючі клітини на прийняття «дизайнерських функцій». По суті, синтетична біологія може змусити ці клітини отримати нові якості, змінюючи механізми синтезу білка. Синтез білка необхідний для росту та модифікації клітин. 

Симбіогенез є найбільш прийнятною теорією того, як працюють клітини сьогодні. Теорія стверджує, що коли бактерії поглинули одна одну два мільярди років тому, клітини не перетравлювалися. Натомість вони створили взаємовигідні стосунки, утворивши еукаріотичну клітину. Еукаріотична клітина має складний механізм побудови білка, який може створювати будь-який білок, закодований у генетичному матеріалі клітини. 

Німецькі вчені вставили синтетичні органели, які можуть модифікувати генетичний матеріал клітини для кодування абсолютно нових білків. Це означає, що сконструйована клітина тепер може виробляти нові білки без будь-яких змін у своїх звичайних функціях.

Руйнівний вплив

Поява дизайнерських клітин може змінити спосіб лікування хвороб і управління здоров’ям. Клітини можуть бути розроблені для спеціального націлювання та ліквідації раку або для виробництва інсуліну для хворих на діабет, зменшуючи потребу в зовнішніх ліках. Цей подвиг може призвести до значних змін у фармацевтичній промисловості, оскільки фокус може переміститися з виробництва ліків на дизайн і виробництво конкретних клітин. Для окремих людей це може означати більш персоналізоване та ефективне лікування, що потенційно покращить якість життя та довголіття.

Для галузей за межами охорони здоров’я дизайнерські клітини також можуть мати глибокі наслідки. У сільському господарстві рослини можуть бути створені з більш стійкими клітинами до шкідників або суворих погодних умов, зменшуючи потребу в хімічних пестицидах і підвищуючи продовольчу безпеку. В енергетичному секторі клітини можуть бути розроблені для ефективного перетворення сонячного світла в біопаливо, пропонуючи стійке рішення для енергетичних потреб. Компанії, що працюють у цих секторах, повинні будуть адаптуватися до цих нових технологій, потенційно вимагаючи нових навичок і знань, а уряди повинні будуть встановити правила для забезпечення безпеки та етичного використання.

Однак широке використання дизайнерських клітин також піднімає важливі етичні та суспільні питання, які необхідно вирішити. Хто матиме доступ до цих технологій? Вони будуть по кишені всім чи тільки тим, хто може заплатити? Що ще важливіше, як ми гарантуємо, що використання дизайнерських клітин не призведе до небажаних наслідків, таких як нові захворювання чи екологічні проблеми? Урядам може знадобитися встановити глобальні правила для належного вирішення цих питань.

Наслідки дизайнерських комірок 

Більш широкі наслідки дизайнерських комірок можуть включати:

• Людські клітини створюються таким чином, щоб стати несприйнятливими до наслідків старіння. 
• Нові галузі, зосереджені навколо дизайну та виробництва клітин, призвели до створення робочих місць і збільшення інвестицій у біотехнології.
• Дизайнерські комірки використовуються для очищення навколишнього середовища від забруднювачів, що веде до чистішого та здоровішого середовища.
• Виробництво більш поживних культур, що сприяє покращенню здоров’я населення та зниженню витрат на охорону здоров’я.
• Створення біопалива веде до зменшення нашої залежності від викопного палива та сприяння енергетичній незалежності.
• Потенційні порушення в екосистемах, що призводять до непередбачуваних наслідків для біорізноманіття.
• Відновлені дебати про немовлят-дизайнерів, відкриваючи питання про моральність створення «ідеальних» людей і про те, як це може погіршити соціально-економічну нерівність.

Питання для розгляду

• Які додаткові програми ви можете придумати для дизайнерських осередків у різних галузях? 
• Як ви думаєте, чи є застосування дизайнерських клітин у гонитві за безсмертям?