Quantumrun

CRÉDITO DA IMAXE:

iStock

Moléculas baixo demanda: un catálogo de moléculas dispoñibles

As empresas de ciencias da vida utilizan os avances da bioloxía sintética e da enxeñaría xenética para crear calquera molécula segundo sexa necesario.

autor:
nome do autor
Previsión de Quantumrun
Decembro 22, 2022

Resumo de insight

A bioloxía sintética é unha ciencia da vida emerxente que aplica os principios de enxeñaría á bioloxía para crear novas pezas e sistemas. No descubrimento de fármacos, a bioloxía sintética ten o potencial de revolucionar o tratamento médico creando moléculas baixo demanda. As implicacións a longo prazo destas moléculas poderían incluír o uso de intelixencia artificial para acelerar o proceso de creación e as empresas biofarmacéuticas que invisten moito neste mercado emerxente.

Contexto de moléculas baixo demanda

A enxeñaría metabólica permite aos científicos utilizar células modificadas para crear moléculas novas e sostibles, como biocombustibles renovables ou fármacos contra o cancro. Coas moitas posibilidades que ofrece a enxeñaría metabólica, foi considerada unha das "Top Ten Emerging Technologies" polo Foro Económico Mundial en 2016. Ademais, espérase que a bioloxía industrializada axude a desenvolver bioprodutos e materiais renovables, mellorar os cultivos e posibilitar novos cultivos. aplicacións biomédicas.

O obxectivo principal da bioloxía sintética ou creada en laboratorio é utilizar os principios de enxeñería para mellorar a enxeñaría xenética e metabólica. A bioloxía sintética tamén implica tarefas non metabólicas, como modificacións xenéticas que eliminan os mosquitos portadores de malaria ou microbiomas de enxeñería que poderían substituír os fertilizantes químicos. Esta disciplina está a crecer rapidamente, apoiada polos avances na fenotipificación de alto rendemento (o proceso de avaliación da composición ou características xenéticas), a aceleración das capacidades de secuenciación e síntese de ADN e a edición xenética habilitada por CRISPR.

A medida que estas tecnoloxías avanzan, tamén o fan as capacidades dos investigadores para crear moléculas e microbios baixo demanda para todo tipo de investigación. En particular, a aprendizaxe automática (ML) é unha ferramenta eficaz que pode acelerar a creación de moléculas sintéticas predicindo como se comportará un sistema biolóxico. Ao comprender os patróns en datos experimentais, ML pode proporcionar predicións sen necesidade de comprender a fondo como funciona.

Impacto perturbador

As moléculas baixo demanda presentan o maior potencial no descubrimento de fármacos. Un fármaco diana é unha molécula baseada en proteínas que xoga un papel na causa dos síntomas da enfermidade. Os fármacos actúan sobre estas moléculas para cambiar ou deter as funcións que provocan síntomas da enfermidade. Para atopar posibles fármacos, os científicos adoitan empregar o método inverso, que estuda unha reacción coñecida para determinar que moléculas están implicadas nesa función. Esta técnica chámase deconvolución de destino. Require estudos químicos e microbiolóxicos complexos para precisar que molécula realiza a función desexada.

A bioloxía sintética no descubrimento de fármacos permite aos científicos deseñar novas ferramentas para investigar os mecanismos da enfermidade a nivel molecular. Unha forma de facelo é a través do deseño de circuítos sintéticos, que son sistemas vivos que poden proporcionar información sobre os procesos que teñen lugar a nivel celular. Estes enfoques de bioloxía sintética para o descubrimento de fármacos, coñecidos como minería do xenoma, revolucionaron a medicina.

Un exemplo de empresa que ofrece moléculas baixo demanda é GreenPharma, con sede en Francia. Segundo o sitio web da empresa, Greenpharma crea produtos químicos para as industrias farmacéutica, cosmética, agrícola e química fina a un prezo accesible. Producen moléculas de síntese personalizadas a niveis de gramos a miligramos. A empresa ofrece a cada cliente un xestor de proxecto designado (Ph.D.) e intervalos de informes regulares. Outra firma de ciencias da vida que ofrece este servizo é OTAVAChemicals, con sede en Canadá, que ten unha colección de 12 millóns de moléculas accesibles baixo demanda baseadas en trinta mil bloques de construción e 44 reaccións propias.

Implicacións das moléculas baixo demanda

As implicacións máis amplas das moléculas baixo demanda poden incluír:

Empresa de ciencias da vida que inviste en intelixencia artificial e ML para descubrir novas moléculas e compoñentes químicos para engadir ás súas bases de datos.
Necesítanse máis empresas que teñan un acceso máis sinxelo ás moléculas para explorar máis e desenvolver produtos e ferramentas.
Algúns científicos piden regulamentos ou estándares para garantir que as empresas non estean utilizando algunhas moléculas para investigación e desenvolvemento ilegais.
As empresas biofarmacéuticas invisten moito nos seus laboratorios de investigación para permitir a enxeñaría de microbios baixo demanda como servizo para outras empresas de biotecnoloxía e organizacións de investigación.
Bioloxía sintética que permite o desenvolvemento de robots vivos e nanopartículas que poden realizar cirurxías e ofrecer terapias xenéticas.
Aumento da dependencia dos mercados virtuais para subministracións de produtos químicos, o que permite ás empresas obter e obter rápidamente moléculas específicas, mellorando a súa eficiencia operativa e reducindo o tempo de comercialización de novos produtos.
Os gobernos promulgan políticas para xestionar as implicacións éticas e os problemas de seguridade da bioloxía sintética, especialmente no contexto do desenvolvemento de robots vivos e nanopartículas para aplicacións médicas.
As institucións educativas revisan os currículos para incluír temas máis avanzados en bioloxía sintética e ciencias moleculares, preparando a próxima xeración de científicos para os desafíos e oportunidades emerxentes nestes campos.