Mae ymchwil mewn firoleg (astudio firysau a chlefydau firaol) fel arfer yn dechrau gydag ail-greu ac addasu genomau firysau sy'n achosi clefydau. Mae'r arbrofion genetig hyn yn hanfodol ar gyfer astudio dull firws o heintio, sut mae'n lledaenu, a thriniaethau a brechlynnau posibl.
Clonio a syntheseiddio firysau cyd-destun
Mae clefydau firaol wedi bod yn fygythiad cyson i fodau dynol. Mae'r heintiau pathogenig iawn hyn wedi achosi llawer o ddioddefaint trwy gydol hanes, gan chwarae rhan ganolog yn aml yng nghanlyniad rhyfeloedd a digwyddiadau eraill y byd. Mae cyfrifon o achosion firaol, fel y frech wen, y frech goch, HIV (feirws imiwnoddiffygiant dynol), SARS-CoV (coronafeirws syndrom anadlol acíwt difrifol), firws ffliw 1918, ac eraill, yn dogfennu effeithiau dinistriol y clefydau hyn. Mae'r achosion firaol hyn wedi arwain gwyddonwyr ledled y byd i glonio a syntheseiddio firysau i'w hadnabod yn gyflym a chynhyrchu brechlynnau a gwrthwenwynau effeithiol.
Pan ffrwydrodd pandemig COVID-19 yn 2020, defnyddiodd ymchwilwyr byd-eang glonio i astudio cyfansoddiad genetig y firws. Gall gwyddonwyr bwytho darnau DNA i atgynhyrchu genom firaol a'u cyflwyno i facteria. Fodd bynnag, nid yw'r dull hwn yn ddelfrydol ar gyfer pob firws - yn enwedig coronafirysau. Oherwydd bod gan coronafirysau genomau mawr, mae hyn yn ei gwneud hi'n anodd i facteria ddyblygu'n effeithiol. Yn ogystal, gall rhannau o'r genom fod yn ansefydlog neu'n wenwynig i facteria - er nad yw'r rheswm wedi'i ddeall yn llawn eto.
Mewn cyferbyniad, mae clonio a syntheseiddio firysau yn hyrwyddo ymdrechion rhyfela biolegol (BW). Mae rhyfela biolegol yn rhyddhau micro-organebau neu wenwynau sy'n bwriadu lladd, analluogi neu ddychryn y gelyn tra hefyd yn dinistrio economïau cenedlaethol mewn dosau bach. Mae'r micro-organebau hyn yn cael eu dosbarthu fel arfau dinistr torfol oherwydd gallai hyd yn oed meintiau bach achosi llawer o anafiadau.
Effaith aflonyddgar
Yn 2020, yn y ras i ddatblygu brechlyn neu driniaeth ar gyfer COVID-19, trodd gwyddonwyr o Brifysgol Bern yn y Swistir at offeryn anarferol: burum. Yn wahanol i firysau eraill, ni ellir tyfu SARS-CoV-2 mewn celloedd dynol yn y labordy, gan ei gwneud hi'n heriol astudio. Ond datblygodd y tîm ddull cyflym ac effeithlon o glonio a syntheseiddio'r firws gan ddefnyddio celloedd burum. Defnyddiodd y broses, a ddisgrifir mewn papur a gyhoeddwyd yn y cyfnodolyn gwyddoniaeth Nature, ailgyfuniad cysylltiedig â thrawsnewid (TAR) i asio darnau DNA byr yn gromosomau cyfan mewn celloedd burum. Roedd y dechneg hon yn caniatáu i wyddonwyr atgynhyrchu genom y firws yn gyflym ac yn hawdd. Mae'r dull wedi'i ddefnyddio i glonio fersiwn o'r firws sy'n amgodio protein gohebydd fflwroleuol, gan ganiatáu i wyddonwyr sgrinio cyffuriau posibl am eu gallu i rwystro'r firws.
Er bod y darganfyddiad hwn yn cynnig llawer o fanteision dros ddulliau clonio traddodiadol, mae ganddo risgiau hefyd. Gall clonio firysau mewn burum arwain at ledaenu heintiau burum mewn pobl, ac mae risg y gallai firws peirianneg ddianc o labordy. Serch hynny, mae gwyddonwyr yn credu bod y broses glonio yn cynnig arf pwerus ar gyfer ailadrodd firysau yn gyflym a datblygu triniaethau neu frechlynnau effeithiol. Yn ogystal, mae ymchwilwyr yn ymchwilio i weithrediad TAR i glonio firysau eraill, gan gynnwys MERS (Syndrom Resbiradol y Dwyrain Canol) a Zika.
Goblygiadau clonio a syntheseiddio firysau
Gall goblygiadau ehangach clonio a syntheseiddio firysau gynnwys:
- Ymchwil barhaus ar firysau sy'n dod i'r amlwg, gan alluogi llywodraethau i baratoi ar gyfer epidemigau neu bandemigau posibl.
- Mae biopharma yn datblygu cyffuriau yn gyflym ac yn cynhyrchu cyffuriau yn erbyn clefydau firaol.
- Y defnydd cynyddol o glonio firws i adnabod arfau biolegol. Fodd bynnag, gallai rhai sefydliadau wneud yr un peth i ddatblygu gwell gwenwynau cemegol a biolegol.
- Mae pwysau cynyddol ar lywodraethau i fod yn dryloyw ynghylch ei hastudiaethau firoleg a ariennir yn gyhoeddus a’r atgynhyrchu sy’n cael ei wneud yn eu labordai, gan gynnwys cynlluniau wrth gefn ar gyfer pryd/os bydd y firysau hyn yn dianc.
- Buddsoddiadau cyhoeddus a phreifat mwy mewn ymchwil clonio firws. Gall y prosiectau hyn arwain at fwy o gyflogaeth yn y sector.
Cwestiynau i wneud sylwadau arnynt
- Sut arall ydych chi'n meddwl y gall clonio firysau gyflymu astudiaethau ar glefydau firaol?
- Beth yw'r peryglon posibl eraill o atgynhyrchu firysau yn y labordy?
