Inžinierstvo biológie: Revolúcia v našom svete?

V poslednom videu z Kráľovskej inštitúcie sa dozvedáme o fascinujúcom svete inžinierstva biológie a o tom, ako môže transformovať naše životy. Vedci z Národného fyzikálneho laboratória (NPL) pracujú na prelomových technológiách, ktoré nám umožnia písať DNA od nuly a využívať biologické systémy na riešenie globálnych výziev – od antimikrobiálnej rezistencie až po skladovanie dát. Poďme sa pozrieť na to, čo je inžinierstvo biológie, prečo je také dôležité a aké sú najnovšie pokroky v tejto oblasti.

Čo je vlastne inžinierstvo biológie?

Zjednodušene povedané, inžinierstvo biológie je dizajn biologických systémov. Ide o schopnosť vytvárať alebo navrhovať stavebné bloky života, ako sú DNA, proteíny a bunky, ale hlavne ich vytvárať spôsobom, ktorý je presný, zodpovedný a predvídateľný – , a to vo veľkom rozsahu. To znamená, že môžeme využívať biologické procesy na výrobu rôznych produktov a služieb, ktoré sú udržateľnejšie a efektívnejšie ako tie súčasné.

Prečo je inžinierstvo biológie také dôležité?

Podľa odborníkov z NPL existujú dva hlavné dôvody, prečo by sme sa mali zaoberať inžinierstvom biológie: prvý je obrovský potenciál biologických systémov a druhý je naša rastúca schopnosť tieto systémy využívať. DNA, ako vieme, je molekula, ktorá riadi život. Ale vedci zistili, že ju môžeme použiť aj na iné účely – napríklad na písanie kníh, vytváranie videohier alebo dokonca na uloženie celých archívov Britskej knižnice! Jeden gram DNA môže uložiť milióny kópií hollywoodskeho filmu a tieto kópie by vydržali tisíce rokov. To je oveľa lepšie ako súčasné technológie, ktoré musia byť pravidelne obnovované.

Prekážky na ceste k pokroku: Problém s písaním DNA

Napriek obrovskému potenciálu existuje jedna zásadná prekážka – naša obmedzená schopnosť písať DNA. Vieme čítať DNA, ale ťažko ju vytvárať. Preto sa NPL zameriava na vývoj technológií na syntézu DNA od nuly (de novo DNA synthesis).

DNA štandardy: Kľúč k zlepšeniu syntézy DNA

Výskum NPL ukázal, že je potrebné vytvoriť DNA štandardy, ktoré by umožnili porovnávať rôzne technológie syntézy DNA a zlepšovať ich. Tieto štandardy, nazývané DNA dĺžkové štandardy, budú merať efektivitu výroby DNA v závislosti od jej dĺžky. Cieľom je dosiahnuť možnosť vytvárať funkčnú DNA, ktorá by mohla pomôcť riešiť globálne problémy, ako je antimikrobiálna rezistencia.

Minimalistické fágové sekvencie: Nový prístup k boju proti antimikrobiálnej rezistencii

Vedci z NPL navrhli minimalistické fágové sekvencie – to sú vírusy, ktoré napádajú baktérie. Na rozdiel od bežných antibiotík a bakteriálnych fágov, tieto nové sekvencie neobsahujú žiadne škodlivé gény alebo toxíny a nie je na ne vyvinutá rezistencia. Navyše nepôsobia negatívne na ľudský imunitný systém.

Syntetické genómy: Budúcnosť inžinierstva biológie?

Syntetické genómy, ktoré nemajú žiadnu nadbytočnú funkciu a obsahujú iba gény potrebné pre konkrétne účely, predstavujú ďalší fascinantný smer výskumu. Hoci je otázka, či sú takéto genómy skutočne užitočné, vedci z NPL veria, že minimalistické genómy, ako sú tie, ktoré kódujú fágové sekvencie, môžu pomôcť vyriešiť problém antimikrobiálnej rezistencie spôsobom, ktorý je prijateľný pre ľudstvo a prírodu.

Kľúčové poznatky:

• Inžinierstvo biológie: Navrhovanie biologických systémov na riešenie globálnych výziev.
• DNA syntéza: Vývoj technológií na písanie DNA od nuly je kľúčový pre pokrok v tejto oblasti.
• DNA štandardy: Umožnia porovnávať a zlepšovať rôzne metódy syntézy DNA.
• Minimalistické fágové sekvencie: Nový prístup k boju proti antimikrobiálnej rezistencii, ktorý je bezpečný a efektívny.
• Syntetické genómy: Potenciálne riešenie pre rôzne aplikácie, vrátane boja proti chorobám.

Záver: Smerom do budúcnosti

Inžinierstvo biológie predstavuje obrovský potenciál pre transformáciu našej spoločnosti a riešenie niektorých z najväčších výziev, ktorým čelíme. Hoci je pred nami ešte dlhá cesta, pokroky dosiahnuté vedcami z NPL a ďalšími výskumníkmi po celom svete nás posúvajú bližšie k budúcnosti, v ktorej budeme môcť využívať silu biológie na zlepšenie nášho sveta. Je to vzrušujúca éra vedeckého pokroku a je dôležité sledovať jej ďalší vývoj.

Zdroje

• Originálne video
• O nás - NPL
• The Royal Institution
• twitter.com
• Royal Institution of Great Britain | London
• TikTok – Zataj svoj deň
• Podcast Ri Vedy • Podcast na Spotify pre tvorcov
• Darujte
• Úprava rozhovorov s Ri a moderovanie komentárov

Približne 127 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.64 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.