Selil minimòm atifisyèl: Kreye ase lavi pou rechèch medikal

• otè:
• non otè

  Pwovizyon Quantumrun
• 23 Desanm 2022

Rezime Insight

Eksplore esansyèl yo nan lavi, syantis yo te diminye genòm yo kreye selil minim, revele fonksyon debaz ki nesesè pou lavi yo. Efò sa yo te mennen nan dekouvèt inatandi ak defi, tankou fòm selil iregilye, sa ki pouse plis rafineman ak konpreyansyon nan esansyèl jenetik. Rechèch sa a louvri wout la pou avansman nan byoloji sentetik, ak aplikasyon potansyèl nan devlopman dwòg, etid maladi, ak medikaman pèsonalize.

Kontèks selil atifisyèl minimòm

Selil minimòm atifisyèl oswa minimize genòm se yon apwòch pratik byoloji sentetik pou konprann ki jan entèraksyon ant jèn esansyèl bay monte nan pwosesis fizyolojik vital. Minimize jenom te itilize yon metòd konsepsyon-konstwi-tès-aprann ki te konte sou evalyasyon ak konbinezon de segman jenomik modilè ak enfòmasyon ki soti nan mutajenèz transposon (pwosesis transfere jèn soti nan yon lame a yon lòt) pou ede gide sipresyon jèn yo. Metòd sa a te redwi patipri lè yo te jwenn jèn esansyèl epi li te bay syantis yo zouti pou chanje, rekonstwi, ak etidye genòm nan ak sa li fè.

An 2010, syantis nan J. Craig Venter Institute (JVCI) ki baze Ozetazini te anonse ke yo te elimine ADN bakteri Mycoplasma capricolum ak ranplase li ak ADN ki te pwodwi sou òdinatè ki baze sou yon lòt bakteri, Mycoplasma mycoides. Ekip la te rele nouvo òganis yo a JCVI-syn1.0, oswa 'Sentetik,' pou kout. Òganis sa a se te premye espès oto-repwodui sou Latè ki konpoze de paran òdinatè. Li te kreye pou ede syantis yo konprann ki jan lavi a te travay, kòmanse soti nan selil yo. 

An 2016, ekip la te kreye JCVI-syn3.0, yon òganis sèl selil ki gen mwens jèn pase nenpòt lòt fòm lavi senp li te ye (sèlman 473 jèn konpare ak jèn 1.0 JVCI-syn901). Sepandan, òganis lan aji nan fason enprevizib. Olye pou yo pwodwi selil ki an sante, li te kreye selil ki gen fòm etranj pandan repplikasyon pwòp tèt ou. Syantis yo reyalize ke yo te retire twòp jèn nan selil orijinal la, ki gen ladan moun ki responsab pou divizyon selil nòmal. 

Enpak deranje

Detèmine pou jwenn yon òganis ki an sante ak mwens jèn posib, biofizisyen ki soti nan Massachusetts Institute of Technology (MIT) ak National Institute of Standards and Technology (NIST) te remix kòd JCVI-syn3.0 an 2021. Yo te kapab kreye yon nouvo variant ki rele JCVI-syn3A. Menmsi nouvo selil sa a gen sèlman 500 jèn, li konpòte li plis tankou yon selil regilye gras a travay chèchè yo. 

Syantis yo ap travay pou retire selil la pi lwen toujou. An 2021, yon nouvo òganis sentetik ke yo rekonèt kòm M. mycoides JCVI-syn3B te evolye pou 300 jou, ki montre ke li ka mitasyon nan diferan sikonstans. Byoenjenyè yo tou optimis ke yon òganis ki pi senp ka ede syantis etidye lavi nan nivo ki pi fondamantal ak konprann ki jan maladi avanse.

An 2022, yon ekip syantifik nan University of Illinois at Urbana-Champaign, JVCI, ak Technische Universität Dresden ki baze nan Almay te kreye yon modèl òdinatè JCVI-syn3A. Modèl sa a te kapab byen predi kwasans analòg lavi reyèl li yo ak estrikti molekilè. Apati 2022, se te modèl selil antye ki pi konplè ke yon òdinatè te simulation.

Simulation sa yo ka bay bonjan enfòmasyon. Done sa yo gen ladan metabolis, kwasans, ak pwosesis enfòmasyon jenetik sou yon sik selil. Analiz la ofri insight sou prensip lavi yo ak fason selil yo konsome enèji, ki gen ladan transpò aktif nan asid amine, nukleotid, ak iyon. Kòm rechèch sou selil minimòm ap kontinye grandi, syantis yo ka kreye pi bon sistèm byoloji sentetik ki ka itilize pou devlope dwòg, etidye maladi, ak dekouvri terapi jenetik.

Enplikasyon selil minimòm atifisyèl yo

Pi laj enplikasyon nan devlopman nan selil minimòm atifisyèl ka gen ladan: 

• Plis kolaborasyon mondyal pou kreye sistèm lavi dezabiye men ki fonksyone pou rechèch.
• Ogmantasyon aprantisaj machin ak itilizasyon modèl òdinatè pou kat estrikti byolojik, tankou selil san ak pwoteyin.
• Byoloji sentetik avanse ak ibrid machin-òganis, ki gen ladan kò-sou-yon-chip ak robo vivan. Sepandan, eksperyans sa yo ka resevwa plent etik nan men kèk syantis.
• Gen kèk konpayi biotech ak biopharma ki envesti anpil nan inisyativ byoloji sentetik pou rapid devlopman dwòg ak terapi.
• Ogmante inovasyon ak dekouvèt nan koreksyon jenetik kòm syantis yo aprann plis sou jèn yo ak fason yo ka manipile.
• Règleman amelyore sou rechèch biotechnologique pou asire pratik etik, pwoteje tou de entegrite syantifik ak konfyans piblik la.
• Aparisyon nouvo pwogram edikasyon ak fòmasyon ki konsantre sou byoloji sentetik ak fòm lavi atifisyèl, ekipe pwochen jenerasyon syantifik yo ak konpetans espesyalize.
• Chanjman nan estrateji swen sante yo nan direksyon pou medikaman pèsonalize, itilize selil atifisyèl ak byoloji sentetik pou tretman ak dyagnostik tayè.

Kesyon yo konsidere

• Si w ap travay nan domèn byoloji sentetik, ki lòt benefis selil minim yo?
• Ki jan òganizasyon ak enstitisyon yo ka travay ansanm pou avanse byoloji sentetik?