Sintetička biologija – inovacije koje mijenjaju svijet
Sintetička biologija – inovacije koje mijenjaju svijet
„Od novih načina tretiranja kancerogenih stanica, do DNK baziranih računala – biološki inženjering pokreće novu tehnološku revoluciju“ – Adam Rutherford
Sav život možemo zamisliti kao široko stablo. Pogledamo li ga, vidimo da život kod potpuno suprotnih vrsta ima zajedničko porijeklo i univerzalne karakteristike koje dijele zajednički jezik –DNK. Od bakterija do plavetnih kitova-abeceda, kodiranje i prijevod DNK zapisa je identičan.
Uzgajamo srodne organizme već 10 000 godina, ali tek 1970-ih smo izumili tehnologiju koja nam daje jasne indikacije između pojedini vrsta. Tih godina rođen je genetski inženjering. Posljednjih nekoliko godine genetski inženjering prolazi novu veliku evoluciju.
U nastavku vam donosimo tri (prema našem izboru) najuzbudljivija i najzanimljivija projekta s kojima smo se susreli u protekloj godini. Svjetlija budućnost je pred vratima.
3. Bakterijski čistači oceana
Zasigurno ste upoznati sa problemima zagađenja oceana, milioni tona plastičnog otpada plutaju diljem oceana. Ovaj otpad najvećim dijelom sastoji se od milijardi sićušnih plastičnih dijelova, koji se mogu nakupiti u pojedinim dijelovima oceana, te tako predstavljaju toksične ‘crne zone’ za životinje.
Tim sa Sveučilišta u Londonu osmislio je plutajuću bakteriju, otpornu na sol, koja bi trebala identificirati plastične fragmente te ih razgraditi ili grupirati u grude. Te grude plastike potom bi bilo moguće prikupiti i ukloniti, reducirajući pri tomu ekološke posljedice.
Ekološko zagađenje oceana
Projekt još nije dobio oceansku primjenu, ali zasigurno predstavlja zanimljivu alternativu na kojoj vrijedi raditi i u budućnosti.
2. Oružja protiv malarije
Malarija je ubila najviše ljudi u povijesti. I danas do milijun ljudi godišnje umire od ove bolesti, a Svjetska zdravstvena institucija (WHO) procjenjuje kako su u borbi protiv malarije u Subsaharskoj Africi od 1960-ih utrošene stotine milijardi dolara. Još od 17. stoljeća, s ograničenim uspjehom, protiv malarije upotrebljava se kinin i klorokvin. Problem ovakvoga liječenja krije se u tome što paraziti nakon nekog vremena razviju otpor prema lijeku.
Upravo zbog toga, najefikasniji tretman danas je koktel lijekova koji uključuju artemisinin. On je ekstrakt iz biljke pelin (Artemisia Annua), Azijskog grma koji je stoljećima korišten u tradicionalnoj medicini. Pelin je veoma teško uzgajati, te je njegov nedostatak u određenim razdobljima izazivao velike fluktuacije u razinama zaliha i cijenama.
Dok je Jay Keasling pokušavao proizvesti genetski sklop uz pomoć kojega će proizvesti dizel u laboratoriju, jedan od njegovih studenta primijetio je nusproizvod veoma sličan artemisinu. Nusproizvod je izazvao veliko zanimanje istraživačkog tima, te su oni stvorili 12 gena od tri različita organizma.
Jay Keasling u Africi
Prvi uspješni stanično sintetički artemisinin proizveden je 2006. Od ove godine, nakon velikih ulaganja The Bill and Melinda Gates Foundation (i drugih), vidjet ćemo distribuciju lijeka u rizičnim zonama.
Slobodno možemo tvrditi kako će prijam ovoga lijeka biti mjerilo revolucije u sintetičkoj biologiji.
1. Ubojice raka
Naši najefikasniji načini liječenja raka i dalje su kemoterapija i radioterapija. Iako ove tehnike postaju sve preciznije u napadanju malignih stanica, one još uvijek ubijaju mnoge zdrave stanice.
Ron Weiss i njegov tim sa Sveučilišta MIT (Massachusetts Institute of Technology) osmislili su genetski sklop koji postavlja bezopasni virus koji tada zarazi stanicu.
„Jednom kada se nađe na poželjnom mjestu on stanici ‘postavlja pet bioloških pitanja’ “, ukoliko je odgovor na bilo koji molekularni upit negativan, sklop se deaktivira.
Ukoliko su odgovori na svih pet pitanja pozitivni, stanica je identificirana kao kancerogena. Ovakav postupak daje nam 100 postotnu točnost. Nakon što se ovo dogodi, genetski sklop aktivira samo uništavajući program stanice.
HeLa stanice
Doduše, ovaj sustav jedino funkcionira na jednom tipu kancerogene stanice, nazvanom HeLa. Te stanice su među najproučavanijim stanicama, stoga ne iznenađuje da su upravo one prve na kojima se može primijeniti ovaj pristup.
Progres je napravljen, očekujmo dobre vijesti u budućnosti.
Izvori/dodatno čitanje:
Mark Peplow, Malaria drug made in yeast causes market ferment, Nature, 2013.
Anne Trafton, Killing a cancer cell from the inside out, MIT, 2013.
Adam Ruthenford, Biology Brakthroughs that will change the world, Focus, 2013.
