Գենի ավելի արագ սինթեզ. Սինթետիկ ԴՆԹ-ն կարող է լինել ավելի լավ առողջապահական խնամքի բանալին

ՊԱՏԿԵՐԻ ՎԱՐԿ.
Image վարկային
iStock- ը

Գենի ավելի արագ սինթեզ. Սինթետիկ ԴՆԹ-ն կարող է լինել ավելի լավ առողջապահական խնամքի բանալին

Գենի ավելի արագ սինթեզ. Սինթետիկ ԴՆԹ-ն կարող է լինել ավելի լավ առողջապահական խնամքի բանալին

Ենթավերնագրի տեքստը
Գիտնականները արագորեն հետևում են արհեստական ​​գեների արտադրությանը՝ արագորեն դեղամիջոցներ մշակելու և համաշխարհային առողջական ճգնաժամերը լուծելու համար:
    • Հեղինակ:
    • Հեղինակ անունը
      Quantumrun Հեռատեսություն
    • Հունվար 16, 2023

    Insight ամփոփում

    ԴՆԹ-ի քիմիական սինթեզը և դրա միացումը գեների, շղթաների և նույնիսկ ամբողջ գենոմների մեջ հեղափոխություն են արել մոլեկուլային կենսաբանության մեջ: Այս տեխնիկան հնարավորություն է տվել նախագծել, կառուցել, փորձարկել, սովորել սխալներից և կրկնել ցիկլը մինչև ցանկալի արդյունքի հասնելը: Այս մոտեցումը սինթետիկ կենսաբանության նորարարության հիմքում է: 

    Ավելի արագ գեների սինթեզի համատեքստ

    Սինթեզը թվային գենետիկ կոդը վերածում է մոլեկուլային ԴՆԹ-ի, որպեսզի հետազոտողները կարողանան ստեղծել և արտադրել մեծ քանակությամբ գենետիկական նյութ: ԴՆԹ-ի հասանելի տվյալները ընդլայնվել են հաջորդ սերնդի հաջորդականության (NGS) տեխնոլոգիաների շնորհիվ: Այս զարգացումը հանգեցրեց կենսաբանական տվյալների բազաների ավելացմանը, որոնք պարունակում են ԴՆԹ-ի հաջորդականություններ յուրաքանչյուր օրգանիզմից և շրջակա միջավայրից: Հետազոտողները այժմ կարող են ավելի հեշտությամբ դուրս հանել, վերլուծել և փոփոխել այս հաջորդականությունները՝ կենսաինֆորմատիկայի ծրագրային ապահովման ավելի մեծ արդյունավետության շնորհիվ:

    Որքան շատ կենսաբանական տեղեկատվություն ունեն գիտնականները «կյանքի ծառից» (գենոմների ցանց), այնքան ավելի լավ են նրանք հասկանում, թե ինչպես են կենդանի էակները գենետիկորեն կապված: Հաջորդ սերնդի հաջորդականությունը մեզ օգնել է ավելի լավ հասկանալ հիվանդությունները, միկրոբիոմը և օրգանիզմների գենետիկական բազմազանությունը: Այս հաջորդական բումը նաև հնարավորություն է տալիս զարգացնել նոր գիտական ​​առարկաներ, ինչպիսիք են նյութափոխանակության ճարտարագիտությունը և սինթետիկ կենսաբանությունը: Այս տեղեկատվության հասանելիությունը ոչ միայն բարելավում է ներկայիս ախտորոշումն ու թերապևտիկ մեթոդները, այլ նաև ճանապարհ է հարթում բժշկական նոր ձեռքբերումների համար, որոնք երկարատև ազդեցություն կունենան մարդու առողջության վրա: 

    Բացի այդ, սինթետիկ կենսաբանությունը կարող է ազդել բազմաթիվ ոլորտների վրա, ինչպիսիք են նոր դեղամիջոցների, նյութերի և արտադրական գործընթացների ստեղծումը: Մասնավորապես, գեների սինթեզը խոստումնալից տեխնոլոգիաներից է, որն օգնում է շատ արագ կառուցել և փոխել գենետիկական հաջորդականությունները՝ հանգեցնելով նոր կենսաբանական ֆունկցիաների բացահայտումների։ Օրինակ, կենսաբանները հաճախ գեներ են փոխանցում օրգանիզմներին՝ գենետիկական վարկածները փորձարկելու կամ նմուշային օրգանիզմներին յուրահատուկ հատկություններ կամ հնարավորություններ տալու համար:

    Խանգարող ազդեցություն

    Քիմիական սինթեզված կարճ ԴՆԹ հաջորդականությունները կարևոր են, քանի որ դրանք բազմակողմանի են: Նրանք կարող են օգտագործվել հետազոտական ​​լաբորատորիաներում, հիվանդանոցներում և արդյունաբերության մեջ: Օրինակ՝ դրանք օգտագործվել են COVID-19 վիրուսը հայտնաբերելու համար։ Ֆոսֆորամիդները ԴՆԹ-ի հաջորդականությունների արտադրության համար անհրաժեշտ շինանյութեր են, սակայն դրանք անկայուն են և արագ կոտրվում են:

    2021 թվականին գիտնական Ալեքսանդր Սանդալը մշակեց նոր արտոնագրված միջոց՝ արագ և արդյունավետ կերպով արտադրելու ԴՆԹ-ի արտադրության համար այս շինանյութերը՝ զգալիորեն արագացնելով գործընթացը մինչև այս բաղադրիչների քայքայվելը: ԴՆԹ-ի հաջորդականությունները կոչվում են օլիգոնուկլեոտիդներ, որոնք լայնորեն օգտագործվում են հիվանդությունների հայտնաբերման, դեղերի արտադրության և այլ բժշկական և կենսատեխնոլոգիական կիրառությունների համար: 

    Սինթետիկ ԴՆԹ-ի արտադրության մեջ մասնագիտացած բիոտեխնոլոգիական առաջատար ընկերություններից մեկը ԱՄՆ-ում գործող Twist Bioscience-ն է: Ընկերությունը կապում է օլիգոնուկլեոտիդները՝ գեներ ստեղծելու համար: Օլիգոների գինը նվազում է, ինչպես նաև դրանց պատրաստման ժամանակը: 2022 թվականի դրությամբ ԴՆԹ բազայի զույգերի մշակման արժեքը կազմում է ընդամենը ինը ցենտ։ 

    Twist-ի սինթետիկ ԴՆԹ-ն կարելի է պատվիրել առցանց և ուղարկել լաբորատորիա մի քանի օրվա ընթացքում, որից հետո այն օգտագործվում է թիրախային մոլեկուլներ ստեղծելու համար, որոնք հանդիսանում են նոր սննդամթերքի, պարարտանյութերի, արդյունաբերական արտադրանքի և դեղամիջոցների կառուցման բլոկները: Ginkgo Bioworks-ը, բջջային ինժեներական ընկերությունը, որի արժեքը կազմում է 25 միլիարդ դոլար, Twist-ի հիմնական հաճախորդներից մեկն է: Միևնույն ժամանակ, 2022-ին Twist-ը գործարկեց երկու սինթետիկ ԴՆԹ-ի հսկողություն մարդկային կապիկի վիրուսի համար՝ օգնելու հետազոտողներին մշակել պատվաստանյութեր և բուժում: 

    Գենի ավելի արագ սինթեզի հետևանքները

    Ավելի արագ գեների սինթեզի ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել. 

    • Համաճարակներ և համաճարակներ առաջացնող վիրուսների արագ հայտնաբերում, ինչը հանգեցնում է պատվաստանյութերի ավելի ժամանակին մշակմանը:
    • Ավելի շատ բիոտեխնոլոգիաներ և ստարտափներ, որոնք կենտրոնանում են գեների սինթեզի տեխնոլոգիաների վրա՝ բիոֆարմացիոն ֆիրմաների հետ համագործակցությամբ:
    • Կառավարությունները պայքարում են ներդրումներ անելու իրենց համապատասխան սինթետիկ ԴՆԹ լաբորատորիաներում՝ դեղամիջոցներ և արդյունաբերական նյութեր մշակելու համար:
    • Սինթետիկ ԴՆԹ-ի արժեքը դառնում է ավելի ցածր՝ հանգեցնելով գենետիկական հետազոտությունների ժողովրդավարացմանը: Այս միտումը կարող է նաև հանգեցնել ավելի շատ բիոհաքերների, ովքեր ցանկանում են փորձեր կատարել իրենց վրա:
    • Գենետիկական հետազոտությունների ավելացում, ինչը հանգեցնում է գեների խմբագրման և թերապիայի տեխնոլոգիաների ավելի արագ զարգացմանը, ինչպիսիք են CRISPR/Cas9-ը:

    Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

    • Որո՞նք են սինթետիկ ԴՆԹ-ի զանգվածային արտադրության մյուս առավելությունները:
    • Ինչպե՞ս պետք է կառավարությունները կարգավորեն այս ոլորտը, որպեսզի այն մնա բարոյական: