Gwasanaeth microb-beiriannu: Gall cwmnïau nawr brynu organebau synthetig

• Awdur:
• enw awdur

  Rhagolwg Quantumrun
• Rhagfyr 21, 2022

Crynodeb mewnwelediad

Mae bioleg synthetig yn ymwneud â chreu organau cyfnewid a mathau unigryw o organebau. Mae'r arloesedd hwn wedi arwain at gwmnïau biotechnoleg a busnesau newydd yn cynnig darganfyddiad microbau newydd fel gwasanaeth, yn enwedig ar gyfer datblygu cyffuriau ac ymchwil i glefydau. Gallai goblygiadau hirdymor eraill y gwasanaeth hwn gynnwys cydrannau bioddiraddadwy ar gyfer electroneg ac organoidau mwy amrywiol ar gyfer profi cyffuriau.

Cyd-destun gwasanaeth microb-beirianneg

Mae biolegwyr wedi darganfod bod rhai microbau nid yn unig yn organebau a allai fod yn farwol ond hefyd yn fuddiol i iechyd pobl. Mae'r "probiotegau" hyn - micro-organebau byw sy'n gwella ein hiechyd o'u bwyta'n ddigonol - yn bennaf yn rywogaethau o facteria asid lactig sydd eisoes yn bresennol mewn rhai bwydydd. Diolch i dechnoleg dilyniannu DNA cenhedlaeth nesaf, rydym yn dysgu mwy am y microbau sy'n ein galw'n gartref—a pha mor bwysig ydynt i'n hiechyd.

Mae gwyddonwyr yn peirianneg microbau ar gyfer therapi, gan greu straenau microbaidd newydd, a thargedu gwelliannau i fathau presennol. Er mwyn cyflawni'r arloesiadau hyn, mae ymchwilwyr yn treiglo ac yn dilyn egwyddorion bioleg synthetig. Bydd y rhywogaeth microb newydd y tu hwnt i'r hyn sy'n bodoli ar hyn o bryd fel diffiniad probiotig ar gyfer cymwysiadau bwyd. Yn lle hynny, gall y diwydiant fferyllol eu mabwysiadu fel "fferyllfa" neu "gynnyrch biotherapiwtig byw," yn ôl ymchwil a gyhoeddwyd yn Frontiers in Microbiology.

Mae llawer o ficrobau wedi'u peiriannu'n enetig wedi cael eu harchwilio ar gyfer brechu antigenau, ond ychydig sydd wedi cyrraedd treialon clinigol dynol. Mae defnyddiau posibl eraill ar gyfer microbau peirianyddol yn cynnwys trin clefydau hunanimiwn, llid, canser, heintiau ac anhwylderau metabolaidd. Oherwydd defnyddioldeb microbau wedi'u peiriannu'n enetig, mae llawer o gwmnïau biotechnoleg yn eu harchwilio y tu hwnt i iechyd ac i sectorau amrywiol, megis amaethyddiaeth a gwyddorau deunyddiau.

Effaith aflonyddgar

Yn 2021, cyhoeddodd Zymergen, cwmni newydd biotechnoleg yn yr Unol Daleithiau, ei gynlluniau i gyflymu datblygiad cynnyrch newydd mewn biopolymerau a deunyddiau eraill ar gyfer y sectorau electroneg a gofal defnyddwyr. Yn ôl cyd-sylfaenydd Zach Serber, mae yna ddadeni gwyddor materol oherwydd y doreth o gemegau sydd ar gael trwy fioleg. Gyda dros 75,000 o fiomoleciwlau ar gael i Zymergen, nid oes llawer o orgyffwrdd rhwng yr hyn sydd i'w gael ym myd natur a'r hyn sydd angen ei brynu o ffynonellau masnachol.

Caniataodd arlwy cyhoeddus cychwynnol Zymergen yn 2021 iddo godi USD $500 miliwn, gan roi ei werth tua USD $3 biliwn. Mae'r cwmni'n bwriadu lansio cynhyrchion newydd trwy fioleg synthetig mewn pum mlynedd neu lai ar ddegfed ran o gost cemegau a deunyddiau traddodiadol. Yn ôl ei ffeilio gyda Chomisiwn Gwarantau a Chyfnewid yr Unol Daleithiau (SEC), amcangyfrifir mai tua phum mlynedd yw'r amserlen ar gyfer lansio cynnyrch, gan gostio USD $50 miliwn.

Maes ymchwil arall ar gyfer microbau wedi'u peiriannu'n enetig yw'r gofod gwrtaith cemegol. Yn 2022, cynhaliodd gwyddonwyr arbrofion i ddisodli'r llygryddion hyn â microbau wedi'u peiriannu'n enetig. Addasodd yr ymchwilwyr fathau mutant o facteria i gytrefu gwreiddiau planhigion reis a darparu llif cyson o nitrogen iddynt. Gallent wneud hynny heb wastraff trwy fodiwleiddio faint o amonia a gynhyrchir gan y bacteria. 

Mae'r tîm yn awgrymu y gallai ymchwilwyr, yn y dyfodol, greu bacteria yn benodol i ddiwallu anghenion cnydau. Byddai’r datblygiad hwn yn lleihau dŵr ffo nitrogen ac ewtroffeiddio, proses sy’n digwydd pan fo gwastraff cemegol o’r pridd yn golchi i mewn i gyrff dŵr. 

Goblygiadau gwasanaethau microb-beirianneg

Gallai goblygiadau ehangach gwasanaethau microb-beirianneg gynnwys: 

• Cwmnïau biofferyllol yn cydweithio â chwmnïau biotechnoleg i gyflymu datblygiad a phrofion cyffuriau.
• Cwmnïau sefydledig yn y diwydiant cemegau yn arallgyfeirio eu gweithrediadau trwy greu neu fuddsoddi mewn busnesau newydd sy'n arbenigo mewn microbau i greu microbau wedi'u peiriannu i gynhyrchu cyfansoddion cemegol prin.
• Busnesau newydd sy'n canolbwyntio ar ddatblygu deunydd biofeddygol, megis cydrannau mwy cadarn, mwy hyblyg, bioddiraddadwy ar gyfer electroneg.
• Datblygiadau mewn technoleg golygu a dilyniannu genynnau sy'n arwain at gymwysiadau mwy eang o gydrannau wedi'u peiriannu'n enetig, fel robotiaid byw sy'n gallu hunan-atgyweirio.
• Mwy o gydweithio rhwng sefydliadau ymchwil a biopharma i ddarganfod pathogenau a brechlynnau newydd.
• Organoidau amrywiol a phrototeipiau corff-mewn-sglodyn y gellir eu defnyddio i astudio gwahanol glefydau a therapïau genetig.

Cwestiynau i'w hystyried

• Ym mha ffordd arall ydych chi'n meddwl y bydd peirianneg microb fel gwasanaeth yn newid ymchwil feddygol?
• Beth yw'r heriau posibl o ddefnyddio deunyddiau wedi'u peiriannu'n enetig?