Tế bào thiết kế: Sử dụng sinh học tổng hợp để chỉnh sửa mã di truyền của chúng ta

TÍN DỤNG HÌNH ẢNH:
Tín dụng hình ảnh
iStock

Tế bào thiết kế: Sử dụng sinh học tổng hợp để chỉnh sửa mã di truyền của chúng ta

Tế bào thiết kế: Sử dụng sinh học tổng hợp để chỉnh sửa mã di truyền của chúng ta

Văn bản tiêu đề phụ
Những tiến bộ gần đây trong sinh học tổng hợp có nghĩa là chỉ còn vài năm nữa là chúng ta có thể thay đổi cấu trúc gen của tế bào - tốt hơn hay xấu đi.
    • tác giả:
    • tên tác giả
      Tầm nhìn lượng tử
    • Tháng Mười Một 12, 2021

    Đăng văn bản

    Sinh học tổng hợp đã cho phép thiết kế các thành phần nhân tạo thành tế bào sống. Lĩnh vực này là nơi giao thoa của sinh học phân tử, khoa học máy tính và hóa học. Các mục tiêu chính của sinh học tổng hợp bao gồm học cách xây dựng các tế bào sinh học có thể sống được từ đầu, nâng cao hiểu biết của chúng ta về hóa học tạo nên sự sống và tối ưu hóa các tương tác của chúng ta với các hệ thống sinh học để mang lại lợi ích tối đa cho nhân loại. 

    Bối cảnh ô thiết kế

    Các nhà khoa học đã dành nhiều thập kỷ để cố gắng tạo ra sự sống. Vào năm 2016, họ đã tạo ra một tế bào tổng hợp từ đầu. Thật không may, tế bào có các mô hình phát triển không thể đoán trước - khiến việc nghiên cứu trở nên vô cùng khó khăn. Tuy nhiên, vào năm 2021, các nhà khoa học đã tìm cách xác định chính xác XNUMX gen dẫn đến sự phát triển nhất quán của tế bào — hiểu được những gen này là điều cần thiết để các nhà khoa học tạo ra các tế bào tổng hợp. 
     
    Trong khi đó, những tiến bộ khoa học khác đã cho phép thay đổi các tế bào hiện có để sử dụng “các chức năng của nhà thiết kế”. Về bản chất, sinh học tổng hợp có thể làm cho những tế bào này đạt được những phẩm chất mới bằng cách thay đổi cơ chế tổng hợp protein. 

    Tổng hợp protein cần thiết cho sự phát triển và biến đổi của tế bào. Symbiogenesis là lý thuyết được chấp nhận nhiều nhất về cách thức hoạt động của tế bào ngày nay. Lý thuyết tin rằng khi vi khuẩn ăn thịt lẫn nhau hai tỷ năm trước, các tế bào không bị tiêu hóa. Thay vào đó, chúng hình thành mối quan hệ đôi bên cùng có lợi, hình thành nên tế bào nhân thực. Tế bào nhân thực có bộ máy cấu tạo protein phức tạp có thể tạo ra bất kỳ loại protein nào được mã hóa trong vật liệu di truyền của tế bào. 

    Các nhà khoa học Đức đã đưa vào các bào quan tổng hợp có thể sửa đổi vật liệu di truyền của tế bào để mã hóa các protein hoàn toàn mới. Điều đó có nghĩa là tế bào được biến đổi gen giờ đây có thể tạo ra các protein mới mà không có bất kỳ thay đổi nào trong các chức năng thường ngày của nó. 

    Tác động gây rối

    Nếu nghiên cứu về sản xuất và sửa đổi tế bào tổng hợp tiếp tục tạo ra kết quả, các doanh nghiệp có thể chớp lấy cơ hội thương mại hóa các tế bào thiết kế. Những tế bào như vậy có thể có những đặc điểm mong muốn được chỉnh sửa, chẳng hạn như khả năng quang hợp. Việc phát minh ra các tế bào thiết kế có thể tạo ra một lĩnh vực hoàn toàn mới với nhu cầu kiểm soát cấu trúc gen của chúng ta ngày càng tăng theo cấp số nhân. Thật không may, các tế bào của con người phức tạp hơn nhiều so với các tế bào vi khuẩn mà các nhà khoa học đã nghiên cứu cho đến nay. Do đó, việc sử dụng rộng rãi các tế bào thiết kế có thể sẽ chỉ được chấp thuận để sử dụng an toàn cho con người vào những năm 2030. 

    Ứng dụng của tế bào thiết kế 

    Các tế bào thiết kế có thể cách mạng hóa: 

    • Lĩnh vực nông nghiệp, cho phép các nhà khoa học thiết kế các loại cây trồng kháng sâu bệnh hoặc điều chỉnh sản lượng nông nghiệp.
    • Ngành công nghiệp chăm sóc sức khỏe, cho phép tạo ra các tế bào con người để miễn nhiễm với các tác động thẩm mỹ của quá trình lão hóa. 
    • Điều trị các bệnh nan y bằng cách đào tạo các tế bào thiết kế để tạo ra các protein bị thiếu trong các bệnh như xơ nang.
    • Chăm sóc sức khỏe bằng cách tạo ra các tế bào thiết kế với khả năng miễn dịch tăng lên có thể bảo vệ tức thì khỏi một số bệnh truyền nhiễm tại một thời điểm.

    Các câu hỏi để bình luận

    • Bạn có thể nghĩ đến những ứng dụng bổ sung nào cho các tế bào thiết kế trong các ngành công nghiệp khác nhau? 
    • Bạn có nghĩ rằng có những ứng dụng của tế bào thiết kế trong việc theo đuổi sự bất tử không?

    Tham khảo thông tin chi tiết

    Các liên kết phổ biến và liên kết thể chế sau đây đã được tham chiếu cho thông tin chi tiết này: