Quantumrun

Ofbyldingskredyt:

iStock

On-demand molekulen: In katalogus fan maklik beskikbere molekulen

Bedriuwen foar libbenswittenskippen brûke syntetyske biology en foarútgong fan genetyske technyk om elke molekule as nedich te meitsjen.

Skriuwer:
Namme fan auteur
Quantumrun Foresight
Desimber 22, 2022

Ynsjoch gearfetting

Syntetyske biology is in opkommende libbenswittenskip dy't technyske prinsipes tapast op biology om nije dielen en systemen te meitsjen. Yn medyske ûntdekking hat syntetyske biology it potensjeel om medyske behanneling te revolúsjonearjen troch molekulen op oanfraach te meitsjen. De gefolgen op lange termyn fan dizze molekulen kinne it brûken fan keunstmjittige yntelliginsje omfetsje om it skeppingsproses te rapperjen en biopharma-bedriuwen dy't swier ynvestearje yn dizze opkommende merk.

On-demand molekulen kontekst

Metabolike technyk lit wittenskippers yngenieurde sellen brûke om nije en duorsume molekulen te meitsjen, lykas duorsume biobrânstoffen of medisinen dy't kanker foarkomme. Mei de protte mooglikheden dy't metabolike engineering biedt, waard it beskôge as ien fan 'e "Top Ten Emerging Technologies" troch it World Economic Forum yn 2016. Dêrnjonken wurdt ferwachte dat yndustrialisearre biology helpt te ûntwikkeljen duorsume bioprodukten en materialen, gewaaksen ferbetterje en nije mooglik meitsje biomedyske applikaasjes.

Syntetyske as lab oanmakke biology syn primêre doel is te brûken engineering prinsipes te ferbetterjen genetyske en metabolic engineering. Syntetyske biology omfettet ek net-metabolike taken, lykas genetyske modifikaasjes dy't malaria-dragende muggen eliminearje of manipulearre mikrobiomen dy't mooglik gemyske dongstoffen ferfange kinne. Dizze dissipline groeit rap, stipe troch foarútgong yn fenotyping mei hege trochset (it proses fan it beoardieljen fan genetyske make-up of eigenskippen), fersnelle DNA-sekwinsjes en syntezemooglikheden, en CRISPR-ynskeakele genetyske bewurking.

As dizze technologyen foarútgeane, dogge de mooglikheden fan ûndersikers ek om molekulen en mikroben op oanfraach te meitsjen foar alle soarten ûndersyk. Benammen masine learen (ML) is in effektyf ark dat de skepping fan syntetyske molekulen fluch kin folgje troch te foarsizzen hoe't in biologysk systeem him sil gedrage. Troch de patroanen yn eksperimintele gegevens te begripen, kin ML foarsizzings leverje sûnder in ferlet fan in yntinsyf begryp fan hoe't it wurket.

Disruptive ynfloed

Molekulen op oanfraach hawwe it measte potensjeel yn 'e ûntdekking fan drugs. In medisyndoel is in proteïne-basearre molekule dy't in rol spilet by it feroarsaakjen fan syktesymptomen. Drugs hannelje op dizze molekulen om funksjes te feroarjen of te stopjen dy't liede ta syktesymptomen. Om potinsjele medisinen te finen, brûke wittenskippers faaks de omkearde metoade, dy't in bekende reaksje bestudearret om te bepalen hokker molekulen by dy funksje belutsen binne. Dizze technyk wurdt doeldekonvolúsje neamd. It fereasket komplekse gemyske en mikrobiologyske stúdzjes om te bepalen hokker molekule de winske funksje útfiert.

Syntetyske biology yn ûntdekking fan drugs stelt wittenskippers yn steat om nije ark te ûntwerpen om syktemeganismen op molekulêr nivo te ûndersykjen. Ien manier om dit te dwaan is troch it ûntwerpen fan syntetyske circuits, dy't libbene systemen binne dy't ynsjoch kinne jaan yn hokker prosessen plakfine op sellulêr nivo. Dizze syntetyske biologyske oanpak foar medisynûntdekking, bekend as genome mining, hawwe de medisinen revolúsjonearre.

In foarbyld fan in bedriuw dat molekulen op oanfraach leveret is GreenPharma basearre yn Frankryk. Neffens de bedriuwside makket Greenpharma gemikaliën foar de farmaseutyske, kosmetyske, agraryske en fyngemyske yndustry tsjin in betelbere priis. Se produsearje oanpaste syntezemolekulen op gram oant milligramnivo's. It bedriuw jout elke klant in oanwiisde projektmanager (Ph.D.) en regelmjittige rapportaazjeintervallen. In oar bedriuw foar libbenswittenskippen dy't dizze tsjinst biedt is Kanada-basearre OTAVAChemicals, dy't in kolleksje hat fan 12 miljard tagonklike on-demand molekulen basearre op tritich tûzen boustiennen en 44 ynterne reaksjes.

Gefolgen fan on-demand molekulen

Bredere gefolgen fan molekulen op oanfraach kinne omfetsje:

Bedriuw foar libbenswittenskippen ynvestearret yn keunstmjittige yntelliginsje en ML om nije molekulen en gemyske komponinten te ûntdekken om ta te foegjen oan har databases.
Mear bedriuwen hawwe makliker tagong ta molekulen nedich om fierder te ferkennen en produkten en ark te ûntwikkeljen.
Guon wittenskippers roppe foar regeljouwing of noarmen om te soargjen dat bedriuwen guon molekulen net brûke foar yllegaal ûndersyk en ûntwikkeling.
Biopharma-bedriuwen ynvestearje swier yn har ûndersykslaboratoaren om on-demand en mikrobetechnyk as in tsjinst mooglik te meitsjen foar oare biotechbedriuwen en ûndersyksorganisaasjes.
Syntetyske biology wêrtroch de ûntwikkeling fan libbene robots en nanopartikels mooglik is dy't sjirurgy kinne útfiere en genetyske terapyen leverje.
Fergrutte ôfhinklikens fan firtuele merkplakken foar gemyske foarrieden, wêrtroch bedriuwen rap spesifike molekulen kinne boarnen en krije, har operasjonele effisjinsje ferbetterje en tiid-to-merk foar nije produkten ferminderje.
Oerheden dy't belied ynstelle om de etyske gefolgen en feiligensproblemen fan syntetyske biology te behearjen, benammen yn 'e kontekst fan it ûntwikkeljen fan libbene robots en nanopartikels foar medyske tapassingen.
Underwiisynstellingen dy't kurrikula bewurkje om mear avansearre ûnderwerpen op te nimmen yn syntetyske biology en molekulêre wittenskippen, de folgjende generaasje wittenskippers tariede op opkommende útdagings en kânsen yn dizze fjilden.