Op-aanvraag molekules: 'n Katalogus van geredelik beskikbare molekules

BEELDKREDIET:
Image krediet
iStock

Op-aanvraag molekules: 'n Katalogus van geredelik beskikbare molekules

Op-aanvraag molekules: 'n Katalogus van geredelik beskikbare molekules

Subopskrif teks
Lewenswetenskappe-firmas gebruik sintetiese biologie en genetiese ingenieursvooruitgang om enige molekule te skep soos nodig.
    • Author:
    • Author naam
      Quantumrun Foresight
    • Desember 22, 2022

    Insig opsomming

    Sintetiese biologie is 'n opkomende lewenswetenskap wat ingenieursbeginsels op biologie toepas om nuwe dele en stelsels te skep. In geneesmiddelontdekking het sintetiese biologie die potensiaal om mediese behandeling te revolusioneer deur molekules op aanvraag te skep. Die langtermyn-implikasies van hierdie molekules kan die gebruik van kunsmatige intelligensie insluit om die skeppingsproses te versnel en biofarma-firmas wat swaar in hierdie opkomende mark belê.

    Op-aanvraag molekules konteks

    Metaboliese ingenieurswese laat wetenskaplikes toe om gemanipuleerde selle te gebruik om nuwe en volhoubare molekules te skep, soos hernubare biobrandstof of kankervoorkomende middels. Met die vele moontlikhede wat metaboliese ingenieurswese bied, is dit in 2016 deur die Wêreld Ekonomiese Forum as een van die "Top Tien Ontluikende Tegnologieë" beskou. Daarbenewens word verwag dat geïndustrialiseerde biologie sal help om hernubare bioprodukte en materiale te ontwikkel, gewasse te verbeter en nuwe biomediese toepassings.

    Sintetiese of laboratorium-geskepte biologie se primêre doel is om ingenieursbeginsels te gebruik om genetiese en metaboliese ingenieurswese te verbeter. Sintetiese biologie behels ook nie-metaboliese take, soos genetiese modifikasies wat malariadraende muskiete uitskakel of gemanipuleerde mikrobiome wat moontlik chemiese kunsmis kan vervang. Hierdie dissipline groei vinnig, ondersteun deur vooruitgang in hoë-deurset fenotipering (die proses van assessering van genetiese samestelling of eienskappe), versnelde DNA-volgordebepaling en sintesevermoëns, en CRISPR-geaktiveerde genetiese redigering.

    Soos hierdie tegnologie vorder, neem navorsers se vermoëns ook om molekules en mikrobes op aanvraag te skep vir alle soorte navorsing. In die besonder, masjienleer (ML) is 'n effektiewe hulpmiddel wat die skepping van sintetiese molekules kan versnel deur te voorspel hoe 'n biologiese stelsel sal optree. Deur die patrone in eksperimentele data te verstaan, kan ML voorspellings verskaf sonder 'n behoefte aan 'n intensiewe begrip van hoe dit werk.

    Ontwrigtende impak

    Op-aanvraag-molekules vertoon die meeste potensiaal in geneesmiddelontdekking. 'n Geneesmiddelteiken is 'n proteïengebaseerde molekule wat 'n rol speel om siektesimptome te veroorsaak. Dwelms werk op hierdie molekules om funksies wat lei tot siektesimptome te verander of te stop. Om potensiële middels te vind, gebruik wetenskaplikes dikwels die omgekeerde metode, wat 'n bekende reaksie bestudeer om te bepaal watter molekules by daardie funksie betrokke is. Hierdie tegniek word teikendekonvolusie genoem. Dit verg komplekse chemiese en mikrobiologiese studies om vas te stel watter molekule die verlangde funksie verrig.

    Sintetiese biologie in geneesmiddelontdekking stel wetenskaplikes in staat om nuwe instrumente te ontwerp om siektemeganismes op molekulêre vlak te ondersoek. Een manier om dit te doen is deur sintetiese stroombane te ontwerp, wat lewende stelsels is wat insig kan gee in watter prosesse op sellulêre vlak plaasvind. Hierdie sintetiese biologie-benaderings tot geneesmiddelontdekking, bekend as genoom-ontginning, het 'n rewolusie in medisyne veroorsaak.

    'n Voorbeeld van 'n maatskappy wat op-aanvraag-molekules verskaf, is GreenPharma wat in Frankryk gebaseer is. Volgens die maatskappy se webwerf skep Greenpharma chemikalieë vir die farmaseutiese, kosmetiese, landbou- en fyn chemiese industrieë teen 'n bekostigbare prys. Hulle produseer pasgemaakte sintese molekules op gram tot milligram vlakke. Die firma voorsien elke kliënt van 'n aangewese projekbestuurder (Ph.D.) en gereelde verslagdoeningsintervalle. Nog 'n lewenswetenskappefirma wat hierdie diens bied, is Kanada-gebaseerde OTAVAChemicals, wat 'n versameling van 12 miljard toeganklike op-aanvraag-molekules het wat gebaseer is op dertig-duisend boustene en 44 interne reaksies. 

    Implikasies van op-aanvraag molekules

    Wyer implikasies van molekules op aanvraag kan die volgende insluit: 

    • Lewenswetenskappe-firma belê in kunsmatige intelligensie en ML om nuwe molekules en chemiese komponente te ontbloot om by hul databasisse te voeg.
    • Meer maatskappye wat makliker toegang tot molekules het wat nodig is om verder te verken en produkte en gereedskap te ontwikkel. 
    • Sommige wetenskaplikes vra vir regulasies of standaarde om te verseker dat maatskappye nie sommige molekules vir onwettige navorsing en ontwikkeling gebruik nie.
    • Biofarma-firmas belê baie in hul navorsingslaboratoriums om op aanvraag en mikrobe-ingenieurswese as 'n diens vir ander biotegnologiefirmas en navorsingsorganisasies moontlik te maak.
    • Sintetiese biologie wat voorsiening maak vir die ontwikkeling van lewende robotte en nanopartikels wat operasies kan uitvoer en genetiese terapieë kan lewer.
    • Verhoogde afhanklikheid van virtuele markplekke vir chemiese voorrade, wat besighede in staat stel om vinnig spesifieke molekules te verkry en te verkry, wat hul bedryfsdoeltreffendheid verbeter en die tyd-tot-mark vir nuwe produkte verminder.
    • Regerings wat beleide instel om die etiese implikasies en veiligheidskwessies van sintetiese biologie te bestuur, veral in die konteks van die ontwikkeling van lewende robotte en nanopartikels vir mediese toepassings.
    • Opvoedkundige instellings hersien kurrikulums om meer gevorderde onderwerpe in sintetiese biologie en molekulêre wetenskappe in te sluit, wat die volgende generasie wetenskaplikes voorberei vir opkomende uitdagings en geleenthede in hierdie velde.

    Vrae om te oorweeg

    • Wat is 'n paar ander moontlike gebruiksgevalle van molekules op aanvraag?
    • Hoe anders kan hierdie diens wetenskaplike navorsing en ontwikkeling verander?

    Insig verwysings

    Die volgende gewilde en institusionele skakels is vir hierdie insig verwys: