Quantumrun

CRÉDITO DA IMAXE:

iStock

Síntese xenética máis rápida: o ADN sintético pode ser a clave para unha mellor atención sanitaria

Os científicos están acelerando a produción de xenes artificiais para desenvolver rapidamente fármacos e abordar as crises sanitarias globais.

autor:
nome do autor
Previsión de Quantumrun
Xaneiro 16, 2023

Resumo de insight

A síntese química do ADN e a súa ensamblaxe en xenes, circuítos e mesmo xenomas enteiros revolucionaron a bioloxía molecular. Estas técnicas permitiron deseñar, construír, probar, aprender dos erros e repetir o ciclo ata conseguir o resultado desexado. Este enfoque está no centro da innovación en bioloxía sintética.

Contexto de síntese xenética máis rápida

A síntese converte o código xenético dixital en ADN molecular para que os investigadores poidan crear e producir grandes cantidades de material xenético. Os datos de ADN dispoñibles expandíronse grazas ás tecnoloxías de secuenciación de próxima xeración (NGS). Este desenvolvemento levou a un aumento das bases de datos biolóxicas que conteñen secuencias de ADN de todos os organismos e ambientes. Os investigadores agora poden extraer, analizar e modificar estas secuencias con máis facilidade debido á maior eficiencia do software bioinformático.

Canta máis información biolóxica teñan os científicos da "árbore da vida" (a rede dos xenomas), mellor comprenderán como se relacionan xeneticamente os seres vivos. A secuenciación de próxima xeración axudounos a comprender mellor as enfermidades, o microbioma e a diversidade xenética dos organismos. Este boom de secuencias tamén permite o crecemento de novas disciplinas científicas, como a enxeñaría metabólica e a bioloxía sintética. O acceso a esta información non só está a mellorar os diagnósticos e a terapéutica actuais, senón que tamén está a abrir o camiño para novos avances médicos que terán un impacto duradeiro na saúde humana.

Ademais, a bioloxía sintética ten o potencial de impactar en moitas áreas, como a creación de novos medicamentos, materiais e procesos de fabricación. En particular, a síntese de xenes é unha das tecnoloxías prometedoras que axudan a construír e cambiar secuencias xenéticas moi rapidamente, o que leva ao descubrimento de novas funcións biolóxicas. Por exemplo, os biólogos adoitan transferir xenes entre organismos para probar hipóteses xenéticas ou darlle aos organismos mostra trazos ou capacidades únicas.

Impacto perturbador

As secuencias curtas de ADN sintetizadas químicamente son esenciais porque son versátiles. Pódense usar en laboratorios de investigación, hospitais e industria. Por exemplo, utilizáronse para identificar o virus COVID-19. As fosforamiditas son bloques de construción necesarios na produción de secuencias de ADN, pero son inestables e rompen rapidamente.

En 2021, o científico Alexander Sandahl desenvolveu un novo xeito patentado de fabricar de forma rápida e eficiente estes bloques de construción para a produción de ADN, acelerando significativamente o proceso antes de que estes compoñentes se desintegren. As secuencias de ADN chámanse oligonucleótidos, moi utilizadas para identificar enfermidades, fabricar medicamentos e outras aplicacións médicas e biotecnolóxicas.

Unha das principais firmas biotecnolóxicas especializadas na fabricación de ADN sintético é a estadounidense Twist Bioscience. A compañía une oligonucleótidos entre si para crear xenes. O prezo dos oligos está a baixar, así como o tempo que leva elaboralos. A partir de 2022, o custo para desenvolver pares de bases de ADN é de só nove céntimos.

O ADN sintético de Twist pódese pedir en liña e enviarse a un laboratorio en días, despois de que se utilice para crear moléculas diana, que son os bloques de construción de novos alimentos, fertilizantes, produtos industriais e medicamentos. Ginkgo Bioworks, unha empresa de enxeñería celular valorada en 25 millóns de dólares, é un dos principais clientes de Twist. Mentres tanto, en 2022, Twist lanzou dous controis de ADN sintético para o virus da varíola do mono humano para axudar aos investigadores a desenvolver vacinas e tratamentos.

Implicacións dunha síntese xenética máis rápida

As implicacións máis amplas dunha síntese xenética máis rápida poden incluír:

A identificación acelerada de virus causantes de pandemias e epidemias, levando ao desenvolvemento máis oportuno de vacinas.
Máis empresas biotecnolóxicas e startups centradas en tecnoloxías de síntese xenética en colaboración con empresas biofarmacéuticas.
Os gobernos corren por investir nos seus respectivos laboratorios de ADN sintético para desenvolver medicamentos e materiais industriais.
O custo do ADN sintético cada vez máis baixo, levando á democratización da investigación xenética. Esta tendencia tamén pode levar a máis biohackers que queiran experimentar con eles mesmos.
Aumento da investigación xenética que ten como resultado un desenvolvemento máis rápido nas tecnoloxías de edición e terapia xénica, como CRISPR/Cas9.