DNAに3Dプリントを使用したらどうなるでしょうか?

3D プリント技術の大きな利点の 1 つは、形状制御です。3D プリント技術を使用して、DNA の構成を制御するなど、ミクロの世界の形状を制御できれば、予測できない結果が得られます。近年、Antarctic Bear は、小型 3D プリントと生物学的 3D プリントがますます近づいており、両者の重要な交差点が人体の遺伝物質 DNA であることを知りました。 3D プリント技術が DNA 関連の研究に与えるプラスの影響は十分に認める一方で、それに伴う潜在的な倫理的問題を無視することはできません。

製品規模の観点から見ると、3D プリント技術は現在二極化した傾向を示しています。一方で、建設、家具、造船業界では、より大きな部品を製造できる 3D プリント装置の開発が絶えず進められており、他方では、医療、エレクトロニクスなどの業界では、より高度な 3D プリント製品を継続的に模索し、ナノレベルの製造プロセスに適した 3D プリンターの開発に取り組んでいます。

近年、小型3Dプリントと生物学的3Dプリントはますます接近しており、両者の重要な交差点となっているのが人体の遺伝物質であるDNAです。生命科学の発展はDNAの詳細な研究と切り離せないため、この微細構造を柔軟に扱える技術が必要です。マイクロ 3D プリンティングの進歩には適切な実験対象も必要であり、DNA は間違いなく理想的な選択肢です。その結果、サイズは極めて小さいながらも内容が非常に豊富なこの生命コードの文字列を中心に、3Dプリントブラックテクノロジーが登場し、多くの業界に重要な影響を与えました。

3D バイオプリンティングの主な目標の 1 つは、人体に移植できる生体臓器を作成することです。この技術の多くの難しさの中でも、 3D プリントされた細胞を自然の臓器のように特定のレイアウトに配置する方法は、最も難しいものの 1 つです。

2015年、カリフォルニア大学の研究により、この問題に対する効果的な解決策が提示されました。研究者らは、印刷に使用した細胞の外膜にDNA断片を設置し、同じ配列のDNA断片は互いを認識して細胞を集める一方、異なる配列のDNA断片は接着しないようにした。この方法により、3D プリントされた細胞はほぼ自然な組織モデルを形成することができ、将来的に完全な臓器を製造するための基礎を築くことができます。 MITの研究者たちは、3Dプリンターを使ってDNAをさまざまな形の足場に組み立て、それを薬剤を送達するための小型ツールに変えるという異なるアプローチを採用した。このツールは病気の治療にも役立つ可能性がある。

食品産業はバイオテクノロジーと密接な関係があり、物議を醸している遺伝子組み換え食品はその代表的な製品です。 2016年、2人のアメリカの生物医学科学者が、牛を必要としない非常にユニークな遺伝子組み換え食品「ミルク」を開発しました。この製品を作るのに植物は必要ありません。完全に酵母によって生成されるタンパク質でできています。科学者たちは3Dプリントを使って牛のDNA配列を再現し、それを酵母に移植してタンパク質を生成する能力を与えた。この発明により、道徳的または生理的な理由で牛乳を飲まなかった消費者にも「牛乳」を楽しむ機会が与えられました。

DNA を使用して生物学的形態を復元することは目新しいことではありませんが、現在では 3D プリントの助けにより、この作業はより成熟したものになっています。 2014年、米国ペンシルベニア州立大学の科学者は、20個の遺伝子とその24個の変異体を使って人の顔の特徴を決定できることを発見しました。これにより、犯罪捜査界に事件を解決するための新たな手段がもたらされました。容疑者のDNAを抽出し、容姿に関わる遺伝子断片の位置を特定し、それをコンピューターで3Dモデルに復元して印刷することができれば、実在の人物の容姿に極めて近い容疑者の肖像画が得られる。

人間だけでなく、植物も同様の方法で複製することができます。今年9月、ニュージーランドのデザイナーがDNA書き込みと3Dプリント技術を使ってハエトリグサを再現することに成功した。見た目は本物のハエトリグサとほとんど同じですが、水やりの必要がなく、ハエを捕獲する機能も同等です。これを基に、デザイナーと彼のチームは、生物の機能複製に関するさらなる研究プロジェクトを立ち上げる予定です。

3D プリント技術が DNA 関連の研究に与えるプラスの影響は十分に認める一方で、それに伴う潜在的な倫理的問題を無視することはできません。例えば、3DプリンターやDNA断片を使って容姿を復元する技術は、犯罪者が他人のプライバシーを盗むために利用される危険性がある。テクノロジーは飛躍的に進歩しており、法的規範もできるだけ早くそれに追いつかなければなりません。

出典：中国インテリジェント製造ネットワーク

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