Vírusok klónozása és szintetizálása: gyorsabb módja a jövőbeli járványok megelőzésének

KÉP HITEL:
Kép hitel
iStock

Vírusok klónozása és szintetizálása: gyorsabb módja a jövőbeli járványok megelőzésének

Vírusok klónozása és szintetizálása: gyorsabb módja a jövőbeli járványok megelőzésének

Alcím szövege
A tudósok a vírusok DNS-ét replikálják a laboratóriumban, hogy jobban megértsék, hogyan terjednek, és hogyan lehet megállítani őket.
    • Szerző:
    • Szerző neve
      Quantumrun Foresight
    • 29. szeptember 2022.

    Insight összefoglaló

    A vírusos betegségek a vírusklónozás fejlődéséhez vezettek a gyors azonosítás és vakcinafejlesztés érdekében. Míg a legújabb kutatások olyan innovatív módszereket tartalmaznak, mint az élesztő használata a SARS-CoV-2 replikációjához, a biztonság és a biológiai hadviselés továbbra is fennáll. Ezek a fejlesztések a személyre szabott orvoslás, a mezőgazdaság és az oktatás fejlődését is előmozdíthatják, a felkészültebb egészségügyi és biotechnológiai ágazatokkal alakítva a jövőt.

    Vírusok klónozása és szintézise

    A vírusos betegségek folyamatosan fenyegetést jelentenek az emberre. Ezek a rendkívül patogén fertőzések sok szenvedést okoztak a történelem során, gyakran kulcsszerepet játszva a háborúk és más világesemények kimenetelében. A víruskitörésekről szóló beszámolók, mint például a himlő, a kanyaró, a HIV (humán immunhiány vírus), a SARS-CoV (súlyos akut légúti szindróma koronavírus), az 1918-as influenzavírus és mások, dokumentálják e betegségek pusztító hatásait. Ezek a víruskitörések arra késztették a tudósokat világszerte, hogy klónozzák és szintetizálják a vírusokat, hogy gyorsan azonosítsák őket, és hatékony vakcinákat és ellenszereket állítsanak elő. 

    Amikor 19-ban kitört a COVID-2020 világjárvány, a globális kutatók klónozást alkalmaztak a vírus genetikai összetételének tanulmányozására. A tudósok összevarrhatnak DNS-fragmenseket, hogy replikálják a vírusgenomot, és bejuthassák azokat a baktériumokba. Ez a módszer azonban nem ideális minden vírusra – különösen a koronavírusokra. Mivel a koronavírusok nagy genomokkal rendelkeznek, ez megnehezíti a baktériumok hatékony szaporodását. Ezenkívül a genom egyes részei instabilak vagy mérgezőek lehetnek a baktériumokra nézve – bár az ok még nem teljesen ismert. 

    Ezzel szemben a klónozó és szintetizáló vírusok előmozdítják a biológiai hadviselés (BW) erőfeszítéseit. A biológiai hadviselés mikroorganizmusokat vagy mérgeket bocsát ki, amelyek célja az ellenség megölése, ellehetetlenítése vagy megrémítése, miközben apró adagokban pusztítják a nemzetgazdaságokat. Ezeket a mikroorganizmusokat tömegpusztító fegyverek közé sorolják, mert még kis mennyiségben is sok áldozatot lehet okozni. 

    Bomlasztó hatás

    2020-ban a COVID-19 elleni oltóanyag vagy kezelés kifejlesztéséért folytatott versenyben a svájci székhelyű Berni Egyetem tudósai egy szokatlan eszközhöz fordultak: az élesztőhöz. Más vírusokkal ellentétben a SARS-CoV-2 nem tenyészthető emberi sejtekben a laboratóriumban, ami kihívást jelent a tanulmányozása során. A csapat azonban kifejlesztett egy gyors és hatékony módszert a vírus klónozására és élesztősejtekkel történő szintetizálására.

    A Nature tudományos folyóiratban megjelent cikkben ismertetett eljárás során a transzformációhoz kapcsolódó rekombinációt (TAR) alkalmazták, hogy élesztősejtekben rövid DNS-fragmenseket egész kromoszómákra fuzionáltak. Ez a technika lehetővé tette a tudósok számára, hogy gyorsan és egyszerűen replikálják a vírusgenomot. A módszert a vírus fluoreszcens riporterfehérjét kódoló változatának klónozására használták, így a tudósok kiszűrhetik a potenciális gyógyszerek vírusblokkolási képességét.

    Bár ez a felfedezés számos előnnyel rendelkezik a hagyományos klónozási módszerekkel szemben, kockázatokkal is jár. A vírusok élesztőben történő klónozása élesztőfertőzések terjedéséhez vezethet az emberekben, és fennáll annak a veszélye, hogy egy mesterséges vírus kikerülhet a laboratóriumból. Mindazonáltal a tudósok úgy vélik, hogy a klónozási eljárás hatékony eszközt kínál a vírusok gyors replikációjához és hatékony kezelések vagy vakcinák kifejlesztéséhez. Ezenkívül a kutatók a TAR alkalmazását vizsgálják más vírusok, köztük a MERS (közel-keleti légúti szindróma) és a Zika klónozására.

    A vírusok klónozásának és szintetizálásának következményei

    A vírusok klónozásának és szintetizálásának szélesebb körű következményei lehetnek: 

    • A feltörekvő vírusok kutatásának folytatása, lehetővé téve a kormányok számára, hogy felkészüljenek a potenciális járványokra vagy világjárványokra.
    • Biopharma gyors nyomon követhető gyógyszerfejlesztés és gyártás a vírusos betegségek ellen.
    • A vírusklónozás növekvő használata biológiai fegyverek azonosítására. Egyes szervezetek azonban ugyanezt tehetik jobb kémiai és biológiai mérgek kifejlesztése érdekében.
    • A kormányokra egyre nagyobb nyomás nehezedik, hogy legyenek átláthatóak a közfinanszírozott virológiai vizsgálatokkal és a laboratóriumaikban végzett replikációval kapcsolatban, beleértve a készenléti terveket arra vonatkozóan, hogy mikor/ha ezek a vírusok kiszabadulnak.
    • Nagyobb állami és magánbefektetések a vírusklónozási kutatásba. Ezek a projektek a foglalkoztatás növekedéséhez vezethetnek az ágazatban.
    • Terjeszkedés a személyre szabott orvoslás területén, a kezelések egyéni genetikai profilokhoz igazítása és a vírusterápiák hatékonyságának növelése.
    • Pontosabb mezőgazdasági biokontroll módszerek kidolgozása, amelyek potenciálisan csökkentik a vegyi növényvédő szerektől való függőséget és elősegítik a fenntartható gazdálkodást.
    • Az oktatási intézmények a fejlett biotechnológiát beépítik a tantervekbe, ami képzettebb munkaerőt eredményez a virológia és a genetika területén.

    Megfontolandó kérdések

    • Ön szerint a klónozó vírusok hogyan gyorsíthatják fel a vírusos betegségek tanulmányozását?
    • Milyen egyéb lehetséges veszélyei vannak a vírusok laboratóriumi szaporodásának?

    Insight hivatkozások

    A következő népszerű és intézményi hivatkozásokra hivatkoztunk ehhez a betekintéshez: