設計細胞：使用合成生物學來編輯我們的遺傳密碼

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  量子運行遠見
• 2021 年 11 月 12 日

合成生物學的突破為設計細胞的創造鋪平了道路，影響了從醫療保健到農業的眾多領域。 這些工程細胞能夠產生新型蛋白質，可以提供個性化的疾病治療、更具彈性的作物和可持續的能源解決方案。 然而，這種技術飛躍也帶來了重大的道德和社會挑戰，例如接入不平等和潛在的生態破壞，需要謹慎的全球監管和深思熟慮的討論。

設計器單元格上下文

科學家們花了幾十年的時間試圖創造生命。 2016年，他們從頭開始創造了一種合成細胞。 不幸的是，該細胞的生長模式不可預測，這使得研究變得極其困難。 然而，到 2021 年，科學家們成功找到了 XNUMX 個導致細胞持續生長的基因。 了解這些基因對於科學家創造合成細胞至關重要。

與此同時，其他科學進步使得改變現有細胞以採用“設計功能”成為可能。 從本質上講，合成生物學可以通過改變蛋白質合成機制使這些細胞獲得新的品質。 蛋白質合成對於細胞生長和修飾至關重要。 

共生是當今關於細胞如何工作最被接受的理論。 該理論指出，二十億年前細菌相互吞噬時，細胞並沒有被消化。 相反，它們形成了一種互惠互利的關係，形成了真核細胞。 真核細胞具有復雜的蛋白質構建機制，可以構建細胞遺傳物質中編碼的任何蛋白質。 

德國科學家已經插入了合成細胞器，可以修改細胞的遺傳物質以編碼全新的蛋白質。 這一壯舉意味著工程細胞現在可以產生新的蛋白質，而無需改變其常規功能。

破壞性影響

設計細胞的出現可能會改變我們治療疾病和管理健康的方式。 細胞可以被設計專門針對和消除癌症，或者為糖尿病患者產生胰島素，從而減少對外部藥物的需求。 這一壯舉可能會導致製藥行業發生重大轉變，因為重點可能從藥物生產轉移到特定細胞的設計和製造。 對於個人來說，這可能意味著更加個性化和有效的治療，有可能提高生活質量和壽命。

對於醫療保健以外的行業來說，設計細胞也可能產生深遠的影響。 在農業中，植物細胞可以對害蟲或惡劣天氣條件具有更強的抵抗力，從而減少對化學農藥的需求並提高糧食安全。 在能源領域，電池可以被設計為有效地將陽光轉化為生物燃料，為能源需求提供可持續的解決方案。 在這些行業運營的公司需要適應這些新技術，可能需要新的技能和知識，政府需要製定法規以確保安全和合乎道德的使用。

然而，設計細胞的廣泛使用也引發了需要解決的重要倫理和社會問題。 誰將有機會獲得這些技術？ 是所有人都能負擔得起還是只有那些有能力支付的人才能負擔得起？ 更重要的是，我們如何確保設計細胞的使用不會導致意想不到的後果，例如新疾病或環境問題？ 各國政府可能需要製定全球法規來充分解決這些問題。

設計師細胞的意義 

設計師細胞的更廣泛影響可能包括：

• 人類細胞經過改造，可以免受衰老的影響。 
• 新產業以細胞設計和製造為中心，從而創造就業機會並增加對生物技術的投資。
• 設計師細胞被用來清理環境污染物，帶來更清潔、更健康的環境。
• 生產更有營養的農作物有助於改善公眾健康並降低醫療費用。
• 生物燃料的產生減少了我們對化石燃料的依賴並促進能源獨立。
• 生態系統的潛在破壞會對生物多樣性造成不可預見的後果。
• 關於設計嬰兒的爭論重新燃起，引發了關於設計“完美”人類的道德以及這如何加劇社會經濟不平等的問題。

需要考慮的問題

• 對於不同行業的設計單元，您還能想到哪些其他應用？ 
• 你認為設計細胞在追求永生方面有應用嗎？