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1: Introducción a la biología - Biología

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1: Introducción a la biología

Posicionamiento de la biología sintética para enfrentar los desafíos del siglo XXI: Informe resumido de una serie de simposios de seis academias (2013)

Las leyes y las instituciones deben ir de la mano del progreso de la mente humana. A medida que eso se vuelve más desarrollado, más iluminado, a medida que se hacen nuevos descubrimientos, se descubren nuevas verdades y cambian los modales y opiniones, con el cambio de circunstancias, las instituciones deben avanzar también para seguir el ritmo de los tiempos.

El cambio de milenio trajo a la vista un nuevo panorama de investigación en el que las ciencias biológicas cobran gran importancia y donde las posibilidades técnicas apenas soñadas hace décadas parecen legítimamente alcanzables. Las ciencias biológicas de este siglo son el producto de décadas de avances en, por ejemplo, genética y genómica, biología molecular y de sistemas y tecnologías de bioingeniería. La biología moderna también se basa e incorpora descubrimientos más allá de las ciencias de la vida. Disciplinas tan diversas como la ingeniería, la química, la informática y las ciencias sociales han jugado un papel importante en la configuración de la biología del siglo XXI.

La interconexión define la biología actual de & rsquos y ofrece, en algunos lugares, un vínculo sin precedentes y en aumento exponencial de muchas corrientes de descubrimientos e innovaciones. 1 La biología también se ha convertido en un esfuerzo global, con tecnologías de redes que permiten nuevos modos de colaboración entre equipos multidisciplinarios de todo el mundo. En este mundo en red, los investigadores tienen la capacidad de desarrollar asociaciones que fomenten enfoques novedosos para la investigación científica, planteen nuevas preguntas sobre los mecanismos de la vida y aborden las necesidades globales de formas innovadoras.

Pero el nuevo siglo trae nuevos desafíos. Una población mundial en constante crecimiento significa una serie de nuevos problemas y mdash cambio climático, aumento de alimentos y

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1 Thomas Lee, Director, Oficina de Tecnología de Microsistemas, Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa.

necesidades energéticas, la dispersión de enfermedades existentes y emergentes y una serie de preguntas sin respuesta sobre cómo los sistemas humanos y naturales pueden ofrecer soluciones. Muchos científicos e ingenieros creen que algunos de los desafíos del nuevo siglo podrían superarse a través de un campo joven y potencialmente transformador: la biología sintética y mdash, que busca acelerar las mejoras en la forma en que nos asociamos con la naturaleza para satisfacer nuestras necesidades.

En los términos más simples, la biología sintética es una disciplina emergente que combina enfoques científicos y de ingeniería para el estudio y la manipulación de la biología. Por ejemplo, una rama de la biología sintética busca aplicar los principios de la ingeniería para realizar partes biológicas estandarizadas que se puedan reutilizar de manera confiable y listarlas para realizar funciones específicas. En lugar de preguntar "¿Cómo funciona un sistema biológico natural existente?", Estos biólogos sintéticos preguntan, "¿Qué componentes son necesarios para codificar un comportamiento específico dentro de un sistema vivo diseñado?". Al hacer diferentes preguntas, los biólogos sintéticos esperan mejorar nuestra capacidad colectiva para diseñar sistemas biológicos personalizados diseñados para satisfacer necesidades humanas específicas. Los científicos que utilizan enfoques basados ​​en la biología sintética también esperan que los enfoques constructivos para estudiar la biología produzcan una comprensión más profunda de los sistemas vivos naturales.

Se están aplicando varios enfoques con el fin de realizar de la mejor manera práctica el "aprendizaje mediante la construcción" y la "ingeniería quoscaleable" en biología sintética. Por ejemplo, la síntesis completa del genoma, cuando se combina con el cribado o la selección evolutiva, puede producir cepas celulares mejoradas para la biofabricación, al tiempo que respalda directamente los enfoques de la "genética inversa" para el descubrimiento científico.

Es importante señalar que algunos aspectos de la investigación en biología sintética han sido técnicamente controvertidos. Algunos preguntan, por ejemplo, si las partes genéticas pueden alguna vez estandarizarse de manera confiable para su reutilización en contextos genéticos y ambientales cambiantes.

Dentro de la comunidad de investigación, la biología sintética fomenta las relaciones a través de un conjunto único y global de profesionales que se extiende más allá de los académicos establecidos y los estudiantes que trabajan en instituciones tradicionales e incluye a miembros de la comunidad de investigadores aficionados del bricolaje. Además, la conectividad que ofrece la World Wide Web brinda a los investigadores una oportunidad sin precedentes para establecer contactos, colaborar y compartir los resultados de la investigación entre comunidades y naciones.

Aunque la biología sintética está todavía en su infancia y la investigación más avanzada se ha limitado en gran medida a los esfuerzos para identificar y perfeccionar las unidades biológicas que realizan funciones genéticas o bioquímicas específicas y para mejorar la síntesis de ADN y los métodos de construcción, la visión colectiva del campo es ambiciosa. Los proponentes creen que el progreso en la biología sintética mejorará el potencial humano a través de un ciclo entrelazado en el que los avances incrementales amplían nuestra comprensión de la vida. Profundizar nuestra comprensión de los procesos biológicos naturales, a su vez, mejorará la & ldquotoolbox & rdquo biológica que brinda a los científicos e ingenieros los medios para diseñar organismos que ofrezcan nuevas formas de control de la contaminación, nuevos medicamentos y fuentes de energía. En última instancia, los biólogos sintéticos esperan diseñar y construir sistemas biológicos diseñados con capacidades que no existen en los sistemas naturales.

capacidades que pueden utilizarse en última instancia para aplicaciones en la fabricación, la producción de alimentos y la salud mundial. Aunque la investigación se ha limitado en gran medida a trabajar a nivel molecular o celular, los gobiernos y las industrias de todo el mundo están invirtiendo importantes recursos en la investigación de biología sintética y el desarrollo de productos.

La biología sintética, a diferencia de cualquier disciplina de investigación que la preceda, tiene el potencial de eludir el proceso de evolución menos predecible para marcar el comienzo de una forma nueva y dinámica de trabajar con sistemas vivos. Por lo tanto, si bien la biología sintética es todavía un área de investigación incipiente, ha atraído una atención significativa. Sin embargo, quedan muchas preguntas:

& bull ¿Qué soluciones puede ofrecer la biología sintética de manera realista para los desafíos globales de hoy y rsquos?

& bull ¿Cómo podemos preparar mejor a los investigadores para trabajar en biología sintética?

& bull ¿Cuáles son las posibilidades comerciales, industriales y médicas de la biología sintética?

& bull ¿Qué preocupaciones éticas y sociales plantea la biología sintética y cómo pueden abordarse local o colectivamente?

& bull ¿Cuál es la mejor manera de involucrar al público para permitir la comprensión de la promesa y los riesgos de este campo emergente?

& bull ¿Qué acuerdos de propiedad intelectual, patentes, intercambio y propiedad permitirán que la biología sintética avance mejor?

& bull ¿Cómo debería regularse la biología sintética y qué forma debería adoptar cualquier marco de supervisión o gobernanza?

& bull ¿La biología sintética plantea nuevos problemas de bioseguridad y bioseguridad y, de ser así, cómo se pueden abordar de manera eficaz?

Las partes interesadas de todo el mundo están lidiando con estas cuestiones. En los Estados Unidos, por ejemplo, la Comisión Presidencial para el Estudio de Asuntos Bioéticos ha identificado principios y recomendaciones esenciales con el propósito de orientar la investigación en curso en biología sintética. 2 Y, en respuesta a los avances en biología sintética, los Institutos Nacionales de Salud han revisado sus pautas sobre el ADN recombinante 3 basándose en la consideración del Consejo Asesor Científico Nacional para la Bioseguridad y rsquos de la biología sintética en el contexto de la investigación de doble uso. 4

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2 Anita L. Allen, profesora de derecho Henry R. Silverman y profesora de filosofía de la Facultad de Derecho de la Universidad de Pensilvania y miembro de la Comisión de Presidentes y rsquo, discutió las recomendaciones de la comisión en el simposio de Shanghai. Consulte la página 22 de este informe.

3 Departamento de Salud y Servicios Humanos, Institutos Nacionales de Salud, marzo de 2013. Directrices de los NIH para la investigación que involucran moléculas de ácidos nucleicos recombinantes o sintéticos (Directrices de los NIH). En línea en http://oba.od.nih.gov/rdna/nih_guidelines_oba.html (consultado el 27 de marzo de 2013).

4 Junta Nacional de Asesoramiento Científico para la Bioseguridad (NSABB), abril de 2010. Abordar las preocupaciones de bioseguridad relacionadas con la biología sintética: Informe del National Science Advisory

Sin embargo, como las discusiones serias sobre la biología sintética apenas están comenzando, quedan muchas preguntas sobre cómo manejar, estimular y gobernar mejor el desarrollo continuo del campo. La resolución de estas preguntas requiere el aporte de las comunidades públicas y privadas de partes interesadas.

Es importante destacar que la biología sintética es un área de la ciencia y la ingeniería que plantea problemas técnicos, éticos, regulatorios, de seguridad, bioseguridad, propiedad intelectual y otros que se resolverán de manera diferente en diferentes partes del mundo. Inevitablemente, esto afectará cómo se desarrolla el campo dentro de las naciones e internacionalmente.

A medida que la investigación en ciencia e ingeniería se vuelve más global, la participación internacional en tecnologías emergentes es fundamental. Se ha vuelto cada vez más difícil imponer limitaciones a los avances científicos o esperar que las normas y protocolos desarrollados en un país se sigan en otro. Solo con un intercambio internacional de ideas sobre los desafíos científicos y técnicos y los desafíos políticos, regulatorios y legales que surgen en torno a los campos científicos emergentes, será posible que la red global de científicos, ingenieros y formuladores de políticas desarrolle mecanismos que fomenten los avances continuos en las áreas emergentes. campos al tiempo que aumenta la conciencia de & mdash y aborda de manera proactiva & mdash desafíos que puedan surgir.


Ver el vídeo: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA (Noviembre 2022).