Синтетическая биология для здоровья

Делая экспресс-тест на ковид, мы вряд ли задаемся вопросом: на чем основана эта технология? А между тем, перед нами пример продукта, созданного синтетической биологией.

Термин «синтетическая биология» придумал французский биолог Стефан Ледук в 1912 году. Он написал книгу с одноименным названием, в которой изложил подход к познанию живых систем через «физические силы». На тот момент об этих силах человечество не знало. Вновь о «синтетической биологии» вспомнили в 1980 году, когда немецкие ученые опубликовали статью об эксперименте по искусственному созданию цепи ДНК в бактерии. 

В последующие 20 лет о ней вспоминали преимущественно на научных симпозиумах. И вот в 2010 году «синтетическая биология» обрела новое звучание. Ученые создали первый живой организм с синтетическим геномом. Это бактерия Синтия. Ее имя – производное от слова «синтетический». Этот живой организм может размножаться и живет только в лабораторных условиях.

За следующие 13 лет синтетическая биология, еще ее называют SynBio, превратилась в мощную науку, затрагивающую не только медицину и фармакологию, а и экологию, сельское хозяйство, промышленность, космическую отрасль и многое другое. Она наследница и логическое продолжение генной инженерии.

Эта научная сфера объединяет молекулярную биологию, биохимию, инженерию, компьютерные технологии, искусственный интеллект и другие дисциплины. Применительно к биологии слово «синтетическая» понимается не в смысле химии, а в философском смысле синтеза, создания, биологического творчества и дизайна.

Суть SynBio в применении инженерного подхода в проектировании живых систем с новыми свойствами или неестественным сочетанием природных свойств. Например, добавление в ДНК мышей флюоресцентного гена медузы для последующего лабораторного изучения ранее невидимых биологических процессов. Живая система – не обязательно обособленный организм, например, бактерия или животное. Это может быть и колония живых лабораторных клеток. 

Благодаря SynBio появились новые эффективные лекарства против рака, диабета, генетических заболеваний, а фармацевтическая промышленность научилась синтезировать природные биоактивные соединения и инновационные вакцины. Также ученым стало доступно конструирование вирусов и бактерий с заданными лечебными свойствами, например, для проникновения в раковые клетки и разрушения их. Разработаны диагностические биосенсоры и усовершенствован иммуноанализ. 

Для лечения сахарного диабета ученые научились перепрограммировать эндокринные клетки поджелудочной железы в клетки, вырабатывающие инсулин. Эта технология обещает диабетикам практически здоровую жизнь без регулярного введения инсулина или приема сахароснижаюших лекарств. Технология пока тестируется.

Так же на стадии тестирования биологические методы лечения рака, дисфункций спинного и головного мозга, последствий инфаркта миокарда, болезней Паркинсона и Альцгеймера и др. Разработана технология производства лекарства от малярии – оно синтезируется в лабораторных условиях в клетках модифицированных дрожжей. 

SynBio сделала возможными и весьма эффективными системы экспресс-диагностики. Всего десятилетие назад диагностика инфекций у постели больного или в домашних условиях была уделом научной фантастики. Сегодня экспресс-тест можно купить в аптеке.

Синтезирование здоровых копий органов или перепрограммирование клеток больных органов – тоже сфера синтетической биологии. Благодаря ей созданы биокомпьютеры и компьютеры на основе бактерий, которые могут быть имплантированы в человеческое тело в лечебных или диагностических целях. Это лишь малая часть полезных медицинских эффектов SynBio.

#донор_мос_наукатела #наука #нейроны #центркровигаврилова