”De viktiga konversationerna om vilka resultat som ska prioriteras äger rum i det kollektiva samhället och därmed spruter många möjliga utforskningsvägar. Därför är syntetisk biologi ett så snabbt växande fält och går framåt och utåt på mycket oförutsägbara sätt. ”
Förr
Natur och liv har studerats under lång tid.
Att förstå vår plats i ekosystemet och andra organismer som bor i det gav oss en fördel.
Kunskapen inom biologi som människan hade under större delen av historien har kommit från observation, försök och fel. Arkaiska människor saknade den otroligt kraftfulla vetenskapliga metoden, men att undersöka orsak och verkan i generationer har avancerat hela civilisationer otroligt bra i vissa lägen. Ett bra exempel på det här är skörd. Jordbrukstekniken för att plantera olika grödor i cykler för att förbättra/bibehålla näringskompositionen i jorden, vilket bibehåller grödans avkastning över tiden. Beroende på dina källor går denna praxis tillbaka till förhistorien.
Men biologi som en modern vetenskap tillkom inte förrän i slutet av 1800-talet.
Det har skett betydande förbättringar i ackumuleringen av biologisk kunskap sedan den introducerades i den akademiska miljön. Där var de redan etablerade forskningsområdena, snabba att påverka biologin. För att ge ett exempel har fysiker varit mycket framgångsrika i att konstruera vetenskapliga modeller (sätt att beskriva fenomen) från konceptualiseringen av grundläggande enheter. Dessa grundläggande enheter får olika identiteter beroende på ditt århundrade; idén om atomer betraktades som en kontroversiell teori fram till omkring 1910. Teorin som beskriver en betydande del av observerade och förutsagda naturfenomen som har hjälpt till att forma vår förståelse av naturen benämndes ödmjukt av fysiker till “Standardmodellen” och är till stor del ett resultat av denna konceptuella ram.
Detta sätt att tänka på materia – när det gäller grundläggande enheter – har starkt påverkat biologin sedan den kom in i den akademiska sfären och har lett till viktiga och kraftfulla upptäckter (Kay, 1993).
Denna utveckling, tillsammans med de kulturella / politiska fluktuationerna i det amerikanska samhället, ledde till sponsring av Rockefeller Foundation för uppkomsten av ett biologiskt fält som lutade sig mot principer för andra områden som kallas “molekylärbiologi” (Ytterligare läsning: “The Science of Man -dagordning”)
Det var tillägnad studier av livet på molekylär nivå, i syfte att beskriva biologiska begrepp som beteende, ekologi – studien av relationer mellan organismer – och fenotyper – synliga egenskaper – med hjälp av dessa grundläggande enhetsbegrepp som kom från andra områden.
När vi började forska på biologi på detta sätt, hittade vi goda skäl att tro att proteiner var de grundläggande enheterna i livet.
Ytterligare forskning flyttade dock uppfattningen mot tron att DNA är livets enhet. Denna typ av utveckling blommade från samspelet mellan de olika modellerna av tänkande som hör till de olika områdena.
Detta interaktiva sätt att forska är väldigt spännande och gör det möjligt för forskare att hitta data som annars inte skulle vara tillgängliga.
Nutid
I huvudsak är det här historien om syntetisk biologi börjar;
Processen att hitta nya forskningsmetoder blev så viktig och användbar att det i grunden skapade ett fält som har expanderat sedan dess.
De klassiska reglerna för kategorisering av vetenskap gäller inte exakt här eftersom syntetisk biologi är, som Drew Endy uttrycker det: “Ett medel till ett mål”.
Det är ett område som ägnas åt vidarebefordran av kunskap inom de klassiska biologiska områdena, men också kemi.
Principerna för biologi och kemi är lyckligtvis de största bidragsgivarna till det medicinska området och därför är vi så mycket mer avancerade när det gäller att utforma terapier eller förstå miljöeffekterna på vår hälsa. Ett otroligt positivt resultat är framstegen inom sjukdomsförebyggande!
Syntetbiologer fokuserar på att lära sig om design och modifiering av livets grundläggande enheter för att främja vår förståelse för levande system, samt att använda denna kunskap för att bygga användbara saker.
För att ge ett exempel;
2017 godkände, provad och testad FDA (federal läkemedels- och livsmedelsadministration i USA) terapi som utnyttjar mekanismen för virusinfektioner. Den användes för att leverera nödvändig information för att programmera specifika celler i kroppen för att uttrycka en genetisk kod för att bota en form av ärftlig blindhet.
Genen kallas RPE65 och kodar för ett protein som uttrycks i retinalpigmentepitel. Som namnet antyder är detta någonstans du vill att alla dina proteiner ska uttryckas men eftersom vissa mutationer leder till negativa konsekvenser utgör det ett problem för alla som har mutationen.
Luxturna, som terapin kallas, utvecklades som ett resultat av omfattande kunskap om cellulär biologi, virologi, mänsklig fysiologi och mer.
Framtid
Detta belyser ett genomgripande mönster inom området; hitta nya lösningar på problem genom att använda befintliga mekanismer och ändra dem efter behov för att skapa ett önskvärt resultat. De viktiga konversationerna om vilka resultat som ska prioriteras äger rum i det kollektiva samhället och sprider därmed många möjliga utforskningsvägar. Därför är syntetisk biologi ett så snabbt växande fält och går framåt och utåt på mycket oförutsägbara sätt.
Något som ingen förstod 1957 när det centrala dogmet (läs vårt blogginlägg om det) först uppfattades var att det skulle användas för att tillverka medicin för personer med diabetes.
På samma sätt befinner vi oss i ett ögonblick i historien där otrolig förändring håller på att äga rum till följd av tillkomsten av genredigerande teknik.
Resultaten av detta kommer att vara mycket svåra att förutsäga. Beroende på vem du frågar, och när du frågar, kommer svaren säkert att vara olika.
Om du till exempel frågar tidiga bilförare hur resultatet av den allmänt distribuerade bilanvändningen kan se ut. Visst, få skulle säga att det skulle förvandla i stort sett alla naturliga livsmiljöer till det sämre och hota biologisk mångfald. Idag är det en av de mest tydliga effekterna av bilar.
Vi som art måste kommunicera öppet om vad våra innovationer ska användas för eftersom vi har mer kraft än vi trodde att vi gjorde, så vi bör använda den makten försiktigt.
Referenser
Braibant, Sylvie; Giacomelli, Giorgio; Spurio, Maurizio (2012) Particles and Fundamental Interactions: An introduction to particle physics.
https://books.google.se/books?id=e8YUUG2pGeIC&pg=PA384&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false
Deep Learning
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1923-
FDA; Luxturna
https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/cellular-gene-therapy-products/luxturna
“Gene Therapy Approaches For The Treatment Of Retinal Disorders”
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC514
Interview with Drew Endy
https://www.youtube.com/watch?v=XIuh7KDRzLk
Kay, E. L. (1993). The Molecular Vision of Life: Caltech, The Rockefeller Foundation and the Rise of the New Biology. Oxford: Oxford University Press Inc.
Mayr, E. (1982). Growth of Biological Thought, Diversity, evolution, and inheritance. The Harvard University Press, The Belknap Press.
RPE65 Function
https://ghr.nlm.nih.gov/gene/RPE65
