Mikroobide inseneriteenus: ettevõtted saavad nüüd osta sünteetilisi organisme

• Autor:
• autori nimi

  Quantumrun Foresight
• Detsember 21, 2022

Ülevaate kokkuvõte

Sünteetiline bioloogia tegeleb asendusorganite ja ainulaadsete organismide loomisega. See uuendus on viinud selleni, et biotehnoloogiaettevõtted ja idufirmad pakuvad uute mikroobide avastamist teenusena, eriti ravimite väljatöötamiseks ja haiguste uurimiseks. Selle teenuse muud pikaajalised tagajärjed võivad hõlmata biolagunevaid komponente elektroonika jaoks ja mitmekesisemaid organoide uimastitestide jaoks.

Mikroobide inseneriteenuse kontekst

Bioloogid on avastanud, et mõned mikroobid ei ole mitte ainult potentsiaalselt surmavad organismid, vaid on kasulikud ka inimeste tervisele. Need "probiootikumid" - elusad mikroorganismid, mis parandavad meie tervist piisava tarbimise korral - on peamiselt piimhappebakterite liigid, mida teatud toiduainetes juba leidub. Tänu järgmise põlvkonna DNA sekveneerimistehnoloogiale õpime rohkem tundma mikroobide kohta, mis meid koju kutsuvad – ja kui olulised nad meie tervisele on.

Teadlased kujundavad mikroobe ravi jaoks, luues uusi mikroobitüvesid ja sihivad olemasolevate tüvede täiustamist. Nende uuenduste saavutamiseks muteeruvad teadlased ja järgivad sünteetilise bioloogia põhimõtteid. Uued mikroobiliigid lähevad kaugemale sellest, mis praegu toidus kasutatavate probiootikumide määratlusena eksisteerib. Ajakirjas Frontiers in Microbiology avaldatud uuringu kohaselt võib farmaatsiatööstus selle asemel kasutada neid "farmabiootikumidena" või "elusate bioterapeutiliste toodetena".

Vaktsineerimisantigeeni kohaletoimetamiseks on uuritud paljusid geneetiliselt muundatud mikroobe, kuid vähesed on jõudnud inimeste kliinilistesse katsetesse. Tehnoloogiliste mikroobide muud potentsiaalsed kasutusalad hõlmavad autoimmuunhaiguste, põletike, vähi, infektsioonide ja ainevahetushäirete ravi. Geenitehnoloogia mikroobide kasulikkuse tõttu uurivad paljud biotehnoloogiaettevõtted neid väljaspool tervist ja erinevatesse sektoritesse, nagu põllumajandus ja materjaliteadused.

Häiriv mõju

2021. aastal teatas USA-s asuv biotehnoloogia idufirma Zymergen oma plaanist kiirendada uute toodete väljatöötamist biopolümeeride ja muude elektroonika- ja tarbijahooldussektori materjalide alal. Kaasasutaja Zach Serberi sõnul on bioloogia kaudu saadaolevate kemikaalide rohkuse tõttu toimumas materjaliteaduse renessanss. Kuna Zymergeni käsutuses on üle 75,000 XNUMX biomolekuli, siis looduses leiduva ja kaubanduslikest allikatest ostetava vahel on vähe kattumist.

Zymergeni esmane avalik pakkumine 2021. aastal võimaldas tal kaasata 500 miljonit dollarit, mis teeb selle väärtuseks ligikaudu 3 miljardit dollarit. Ettevõte plaanib sünteetilise bioloogia kaudu uusi tooteid turule tuua viie aasta või vähemaga kümnendiku traditsiooniliste kemikaalide ja materjalide maksumusest. Vastavalt USA väärtpaberi- ja börsikomisjonile (SEC) esitatud taotlusele on toote turuletoomise eeldatav aeg ligikaudu viis aastat, mis maksab 50 miljonit USA dollarit.

Teine geneetiliselt muundatud mikroobide uurimisvaldkond on keemiliste väetiste ruum. 2022. aastal viisid teadlased läbi katsed, et asendada need saasteained geneetiliselt muundatud mikroobidega. Teadlased modifitseerisid mutantseid bakteritüvesid, et koloniseerida riisitaimede juured ja anda neile pidev lämmastikuvoog. Nad saaksid seda teha ilma jäätmeteta, moduleerides bakterite toodetud ammoniaagi kogust. 

Meeskond soovitab, et tulevikus võivad teadlased luua baktereid spetsiaalselt põllukultuuride vajaduste rahuldamiseks. See areng vähendaks lämmastiku äravoolu ja eutrofeerumist – protsessi, mis toimub siis, kui mulla keemilised jäätmed uhuvad veekogudesse. 

Mikroobide loomise teenuste tagajärjed

Mikroobide inseneriteenuste laiemad tagajärjed võivad hõlmata järgmist: 

• Biopharma ettevõtted, kes teevad koostööd biotehnoloogiaettevõtetega, et kiirendada ravimite väljatöötamist ja testimist.
• Asutatud keemiatööstuse ettevõtted mitmekesistavad oma tegevust, luues või investeerides mikroobide inseneride idufirmasid, et luua haruldaste keemiliste ühendite tootmiseks loodud mikroobe.
• Iduettevõtted, mis keskenduvad biomeditsiiniliste materjalide arendamisele, nagu tugevamad, paindlikumad ja biolagunevad elektroonikakomponendid.
• Edusammud geenide redigeerimise ja sekveneerimise tehnoloogias, mille tulemuseks on geneetiliselt muundatud komponentide ulatuslikumad rakendused, näiteks elusrobotid, mis suudavad end ise parandada.
• Rohkem koostööd teadusasutuste ja biofarma vahel, et avastada uusi patogeene ja vaktsiine.
• Erinevad organoidid ja keha-kiibis prototüübid, mida saab kasutada erinevate haiguste ja geeniteraapiate uurimiseks.

Küsimused, mida kaaluda

• Kuidas muidu arvate, et mikroobitehnoloogia kui teenus muudab meditsiiniuuringuid?
• Millised on geneetiliselt muundatud materjalide kasutamise võimalikud väljakutsed?