Vypočujte si podcast
Počúvajte cez >> Apple podcasty | Spotify | Google podcasty | RSS
Celá genetická informácia vírusu SARS-CoV-2 by sa zmestila aj na prvú disketu z roku 1972. No tento vírus dokázal napriek tomu ukázať človeku, tej najdokonalejšej a najzložitejšej forme života, ktorá si zdanlivo podmanila celý svet, silu biológie.
Pandémia ochorenia COVID-19 počas dvoch mesiacov nechala v troskách svetovú ekonomiku, ovládla spravodajstvo a zmenila či ukončila životy miliónov ľudí.
Vďaka obrovskému úsiliu svetovej komunity lekárov, bioinžinierov, či vedcov a disciplinovanej solidarite celej spoločnosti sa zdá, že sa nám, túto pandémiu podarí prekonať.
Mnohé krajiny už začali postupne uvoľňovať prísne opatrenia, ktorými sa bránili šíreniu vírusu.
Medzi týmito krajinami je Slovensko v prepočte úmrtí na počet obyvateľov dokonca premiantom. Vďaka našej disciplinovanosti a hlavne rýchlym a prísnym opatreniam sme, zdá sa, zabránili exponenciálnemu šíreniu vírusu a je možné, že sa nám obrovská kríza verejného zdravia ktorú pozorujeme v Taliansku, Španielsku, alebo vo Veľkej Británii vyhla.
Ak by sa nám vyhla len pandémia COVID-19, bolo by to skvelé. Obávam sa však, že sa nám vyhla aj iná pandémia - konkrétne pandémia vzostupu záujmu o syntetickú biológiu a genetické inžinierstvo, ktorá sa rýchlo šíri v Spojených Štátoch, vo Veľkej Británii a v Číne. A vyhnúť sa tejto nákaze by bola obrovská škoda.
Práve syntetická biológia a jej metódy totiž patria medzi tie najsilnejšie zbrane, ktoré máme k dispozícii v boji proti “Neviditeľnému nepriateľovi” ako koronavírus nazývajú mnohí politici v Spojených Štátoch.
Syntetická biológia nám umožňuje navrhovať, upravovať a stavať živé organizmy a biologické systémy, ktoré v prírode predtým prirodzene neexistovali. Vďaka jej metódam dokážeme nielen “čítať” (sekvenovať) molekuly DNA v bunkách, ale zároveň môžeme “vyrábať” (syntetizovať) ich kúsky, vkladať ich do buniek a pomocou takýchto syntetických biologických súčastí ovládať správanie buniek.
Využijúc paralelu s počítačovým inžinierstvom, umelo vytvorená DNA je vlastne “softvérom”, ktorý vkladáme do buniek predstavujúcich “hardvér”, na ktorom sa vykonávajú naše výpočtové procesy.
Na čo je to vlastne dobré? Ako nám syntetická biológia pomáha v koronakríze? Nuž, vďaka genetickým inžinierom máme k dispozícii testy na koronavírus založené na metóde PCR.
Vďaka schopnosti sekvenovať a syntetizovať DNA si môžeme veľmi rýchlo “prečítať” a následne vyrobiť malé kúsky genetického kódu vírusu, ktorým môžeme testovať účinnosť našich testov bez toho, aby nám hrozilo riziko nakazenia. Okrem toho, spojenie laboratórnych robotov a nových metód sekvenovania DNA nám umožňuje automatizovane vykonávať tisíce testov.
Princíp jednej z najsľubnejších potenciálnych vakcín na COVID-19, ktorou je mRNA-1273, je tiež založený na využití umelo vyrobeného kúsku genetického kódu, ktorý je špecifický pre SARS-CoV-2.
Prvá synteticko-biologická vakcína by tak mohla byť k dispozícii už začiatkom budúceho roka. A nakoniec, startupy ako Alnylam a Vir Biotechnology, sa snažia využiť syntetickú biológiu na liečbu ochorenia COVID-19 - vyrábajú kúsky siRNA, ribonukleovej kyseliny, ktoré bránia tvorbe proteínov spôsobujúcich ochorenie.
Ako vidíme, syntetická biológia nám pomáha bojovať proti všetkým aspektom koronavírusu, ktorý nás kvári. Pomôže nám nad ním zvíťaziť? To ešte nemôžeme vedieť, ale verím, že áno. Šírenie COVID-19 je popisované exponenciálnou funkciou, ba dokonca sa ukazuje, že len mocninovou funkciou.
Naša schopnosť sekvenovať, čítať DNA rastie rýchlejšie ako exponenciálne! Genetické inžinierstvo nám teda, metaforicky, dáva možnosť predbehnúť tento vírus. A vďaka dôkladnému čítaniu a skúmaniu jeho genetického kódu, ktoré prebieha nebývalou rýchlosťou sa postupne z “Neviditeľného nepriateľa” stáva “Viditeľný” a dokonca “Poznateľný”.
Syntetickú biológiu však nemôžeme redukovať len na nástroj na boj proti jednému vírusu - táto inžinierska disciplína nám poskytuje oveľa viac fantastických príležitostí na zlepšenie takmer všetkých oblastí nášho života.
Rýchlu a lacnú výrobu liečiv ako inzulín v bakteriálnych bunkách a artemisinín (liek na maláriu) v kvasinkách, schopnosť geneticky upravovať baktérie tak, aby slúžili na diagnostiku a liečbu rôznych chorôb, produkciu ekologicky šetrných napodobenín kože, nástroj na znižovanie množstva skleníkových plynov v atmosfére a ich premenu na priemyselne užitočné látky, či možnosť geneticky upravovať potraviny tak, aby boli výživnejšie a vyžadovali menej škodlivých chemických pesticídov.
To všetko sú však len konvenčné nápady.
Tie odvážnejšie predstavy zahŕňajú syntetické bunky, ktoré by boli naprogramované tak, aby jazdili v našom tele a chránili nás pred rakovinovým bujnením (ako v seriáli “Bol raz jeden život”), geneticky upravenú trávu, ktorá by v noci prirodzene svietila, či bunky s DNA, ktorá by kontrolovala ich priestorové usporiadanie počas rastu tak, aby mohli “narásť” do formy nábytku vhodného tvaru a veľkosti.
Syntetická biológia má teda množstvo zdravotných, sociálnych, ekologických a ekonomických benefitov. Predikcie ukazujú, že globálna veľkosť trhu v oblasti syntetickej biológie bude v roku 2025 asi 20 miliárd dolárov, bez toho, aby sme brali do úvahy dopad syntetickej biológie na rôzne odvetvia ekonomiky.
Okrem toho, syntetická biológia nám umožňuje budovať nové veci - a ako nedávno vo svojej eseji napísal Marc Andreessen, tvorca prvého široko využívaného internetového prehliadača Mosaic a jeden z najzaujímavejších investorov v Silicon Valley: “Je čas budovať.” Ja by som dodal, že je čas budovať biológické systémy.
Som presvedčený, že všetky opísané benefity nám stooja za to, aby sme na Slovensku nechali exponenciálne rásť túto inžiniersku disciplínu.
Dokonca si myslím, že práve ona by mala byť jednou z disciplín, v ktorých by sa Slovensko malo snažiť excelovať, ak chceme byť krajinou s unikátnou pridanou hodnotou.
Na to, aby u nás syntetická biológia mohla rásť potrebujeme zabezpečiť tri veci. Tou prvou je interdisciplinárne vzdelávanie. Každý dobrý bioinžinier a syntetický biológ musí dostatočne ovládať matematiku, programovanie, biológiu, biofyziku a rôzne laboratórne metódy.
Na univerzitách teda potrebujeme vychovávať všestranne vzdelaných inžinierov. Druhou potrebnou vecou je dobrá dostupnosť laboratórií, v ktorých by si mladí študenti mohli skúšať svoje vlastné jednoduché biologické experimenty - podobne, ako pred časom internetové kaviarne. A posledná vec, ktorú potrebujeme, je silná podpora zo strany súkromného sektora, ale aj zo strany štátu - nielen vo forme investícií, ale aj vo forme poskytovania zaujímavých problémov, ktoré by následne mohli bioinžinieri riešiť.
Môj obľúbený výrok o inžinierstve pochádza od Theodora von Kármana, ktorý povedal, že: “Vedci objavujú svet aký je. Inžinieri tvoria svet, aký ešte nebol.” Parafrázujúc tento výrok do formy vhodnej pre syntetickú biológiu by sme mohli povedať, že: “Biológovia objavujú prírodu aká je, syntetickí biológovia tvoria prírodu, aká ešte neexistovala.” Neváhajme teda a poďme tvoriť novú biológiu.
