Igény szerinti molekulák: könnyen elérhető molekulák katalógusa

KÉP HITEL:
Kép hitel
iStock

Igény szerinti molekulák: könnyen elérhető molekulák katalógusa

Igény szerinti molekulák: könnyen elérhető molekulák katalógusa

Alcím szövege
Az élettudományokkal foglalkozó cégek a szintetikus biológia és a géntechnológia vívmányait alkalmazzák, hogy szükség szerint bármilyen molekulát létrehozzanak.
    • Szerző:
    • Szerző neve
      Quantumrun Foresight
    • December 22, 2022

    Insight összefoglaló

    A szintetikus biológia egy feltörekvő élettudomány, amely mérnöki elveket alkalmaz a biológiában új alkatrészek és rendszerek létrehozására. A gyógyszerkutatásban a szintetikus biológia forradalmasíthatja az orvosi kezelést azáltal, hogy igény szerinti molekulákat hoz létre. Ezeknek a molekuláknak a hosszú távú következményei közé tartozhat a mesterséges intelligencia használata a létrehozási folyamat felgyorsítása érdekében, valamint az ezen a feltörekvő piacon jelentős beruházásokat végrehajtó biofarmacégek.

    On-demand molekulák kontextusban

    Az anyagcsere-technológia lehetővé teszi a tudósok számára, hogy mesterséges sejteket alkalmazzanak új és fenntartható molekulák, például megújuló bioüzemanyagok vagy rákmegelőző gyógyszerek létrehozására. Az anyagcsere-technológia kínálta sok lehetőséggel a Világgazdasági Fórum 2016-ban a „Top Ten Emerging Technologies” egyikének tartotta. Emellett az iparosodott biológia várhatóan elősegíti a megújuló biotermékek és -anyagok fejlesztését, a termények javítását, és új termelést tesz lehetővé. orvosbiológiai alkalmazások.

    A szintetikus vagy laboratóriumban létrehozott biológia elsődleges célja a mérnöki elvek alkalmazása a genetikai és anyagcsere-sebesség javítására. A szintetikus biológia nem-metabolikus feladatokat is magában foglal, például olyan genetikai módosításokat, amelyek elpusztítják a maláriát hordozó szúnyogokat, vagy olyan mesterséges mikrobiomokat, amelyek potenciálisan helyettesíthetik a műtrágyákat. Ez a tudományág gyorsan növekszik, amit a nagy áteresztőképességű fenotipizálás (a genetikai felépítés vagy tulajdonságok értékelésének folyamata), a DNS-szekvenálási és -szintézis-képességek felgyorsítása, valamint a CRISPR-kompatibilis genetikai szerkesztés terén elért előrelépések támogatnak.

    Ahogy ezek a technológiák fejlődnek, úgy fejlődnek a kutatók azon képességei, hogy igény szerinti molekulákat és mikrobákat hozzanak létre mindenféle kutatáshoz. A gépi tanulás (ML) különösen hatékony eszköz, amely felgyorsítja a szintetikus molekulák létrehozását azáltal, hogy megjósolja, hogyan fog viselkedni egy biológiai rendszer. A kísérleti adatok mintáinak megértésével az ML előrejelzéseket tud adni anélkül, hogy alaposan meg kellene értenie a működését.

    Bomlasztó hatás

    Az igény szerinti molekulákban rejlik a legnagyobb potenciál a gyógyszerkutatásban. A gyógyszercélpont egy fehérje alapú molekula, amely szerepet játszik a betegség tüneteinek előidézésében. A gyógyszerek ezekre a molekulákra hatnak, hogy megváltoztassák vagy leállítsák azokat a funkciókat, amelyek betegség tüneteihez vezetnek. A potenciális gyógyszerek megtalálásához a tudósok gyakran a fordított módszert használják, amely egy ismert reakciót vizsgál annak meghatározására, hogy mely molekulák vesznek részt az adott funkcióban. Ezt a technikát céldekonvolúciónak nevezik. Összetett kémiai és mikrobiológiai vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy pontosan meghatározzák, melyik molekula látja el a kívánt funkciót.

    A szintetikus biológia a gyógyszerkutatásban lehetővé teszi a tudósok számára, hogy új eszközöket tervezzenek a betegségmechanizmusok molekuláris szintű vizsgálatára. Ennek egyik módja a szintetikus áramkörök tervezése, amelyek olyan élő rendszerek, amelyek betekintést nyújthatnak a sejtszinten zajló folyamatokba. A kábítószer-kutatásnak ezek a szintetikus biológiai megközelítései, amelyeket genombányászatként ismernek, forradalmasították az orvostudományt.

    Az igény szerinti molekulákat kínáló vállalatra példa a franciaországi székhelyű GreenPharma. A cég oldala szerint a Greenpharma megfizethető áron állít elő vegyi anyagokat a gyógyszer-, kozmetikai, mezőgazdasági és finomvegyi ipar számára. Egyedi szintézis molekulákat állítanak elő grammtól milligrammig terjedő mennyiségben. A cég minden ügyfele számára kijelölt projektmenedzsert (Ph.D.) és rendszeres jelentési időközönként biztosít. Egy másik élettudományi cég, amely ezt a szolgáltatást kínálja, a kanadai székhelyű OTAVAChemicals, amely harmincezer építőkövön és 12 házon belüli reakción alapuló 44 milliárd hozzáférhető, igény szerinti molekulát tartalmaz. 

    On-demand molekulák következményei

    Az igény szerinti molekulák tágabb vonatkozásai a következők lehetnek: 

    • Élettudományi cég, amely mesterséges intelligenciába és ML-be fektet, hogy új molekulákat és kémiai összetevőket fedezzen fel adatbázisaikhoz.
    • Több olyan vállalatnak, amely könnyebben hozzáférhet a molekulákhoz, további kutatásokra és termékek és eszközök fejlesztésére van szükség. 
    • Egyes tudósok szabályozásokat vagy szabványokat követelnek annak biztosítására, hogy a cégek ne használjanak bizonyos molekulákat illegális kutatásra és fejlesztésre.
    • A Biopharma cégek nagymértékben fektetnek be kutatólaboratóriumaikba, hogy lehetővé tegyék az igény szerinti és mikrobatervezést, mint szolgáltatást más biotechnológiai cégek és kutatószervezetek számára.
    • Szintetikus biológia, amely lehetővé teszi élő robotok és nanorészecskék kifejlesztését, amelyek képesek műtéteket végrehajtani és genetikai terápiákat végezni.
    • Megnövekedett támaszkodás a vegyi anyagok virtuális piactereire, lehetővé téve a vállalkozások számára, hogy gyorsan beszerezzenek és beszerezzenek bizonyos molekulákat, növelve működési hatékonyságukat és lerövidítve az új termékek piacra jutásának idejét.
    • A szintetikus biológia etikai vonatkozásainak és biztonsági aggályainak kezelésére vonatkozó politikákat elfogadó kormányok, különösen az élő robotok és nanorészecskék orvosi alkalmazásokhoz való fejlesztésének összefüggésében.
    • Az oktatási intézmények felülvizsgálják a tanterveket, hogy a szintetikus biológia és a molekuláris tudományok fejlettebb témáit is tartalmazzák, felkészítve a tudósok következő generációját az e területeken felmerülő kihívásokra és lehetőségekre.

    Megfontolandó kérdések

    • Milyen egyéb lehetséges felhasználási esetei vannak az igény szerinti molekuláknak?
    • Hogyan változtathatja meg ez a szolgáltatás a tudományos kutatást és fejlesztést?

    Insight hivatkozások

    A következő népszerű és intézményi hivatkozásokra hivatkoztunk ehhez a betekintéshez: