Ըստ պահանջի մոլեկուլներ. մատչելի մոլեկուլների կատալոգ

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Դեկտեմբերի 22, 2022

Insight ամփոփում

Սինթետիկ կենսաբանությունը զարգացող կենսագիտություն է, որը կենսաբանության մեջ կիրառում է ինժեներական սկզբունքներ՝ նոր մասեր և համակարգեր ստեղծելու համար: Դեղերի հայտնաբերման մեջ սինթետիկ կենսաբանությունը կարող է հեղափոխել բժշկական բուժումը՝ ստեղծելով ըստ պահանջի մոլեկուլներ: Այս մոլեկուլների երկարաժամկետ հետևանքները կարող են ներառել արհեստական ​​ինտելեկտի օգտագործումը՝ ստեղծման գործընթացին արագ հետևելու համար, և կենսաֆարմային ընկերությունները մեծ ներդրումներ կատարեն այս զարգացող շուկայում:

Ըստ պահանջի մոլեկուլների համատեքստ

Նյութափոխանակության ճարտարագիտությունը թույլ է տալիս գիտնականներին օգտագործել ինժեներական բջիջներ՝ ստեղծելու նոր և կայուն մոլեկուլներ, ինչպիսիք են վերականգնվող կենսավառելիքները կամ քաղցկեղը կանխող դեղամիջոցները: Նյութափոխանակության ինժեներիայի առաջարկած բազմաթիվ հնարավորություններով այն 2016թ. Համաշխարհային տնտեսական ֆորումի կողմից համարվել է «Լավագույն զարգացող տեխնոլոգիաներից» մեկը: Բացի այդ, ակնկալվում է, որ արդյունաբերական կենսաբանությունը կօգնի զարգացնել վերականգնվող կենսաարտադրանքները և նյութերը, բարելավել մշակաբույսերը և հնարավորություն տալ նոր կենսաբժշկական կիրառություններ.

Սինթետիկ կամ լաբորատորիայում ստեղծված կենսաբանության հիմնական նպատակն է օգտագործել ինժեներական սկզբունքները գենետիկական և մետաբոլիկ ինժեներիան բարելավելու համար: Սինթետիկ կենսաբանությունը ներառում է նաև ոչ նյութափոխանակության խնդիրներ, ինչպիսիք են գենետիկական փոփոխությունները, որոնք վերացնում են մալարիա կրող մոծակները կամ մշակված միկրոբիոմները, որոնք կարող են փոխարինել քիմիական պարարտանյութերին: Այս կարգապահությունը արագորեն զարգանում է, որն աջակցվում է բարձր թողունակության ֆենոտիպավորման առաջընթացով (գենետիկական կառուցվածքի կամ հատկությունների գնահատման գործընթաց), ԴՆԹ-ի հաջորդականության և սինթեզի կարողությունների արագացմամբ և CRISPR-ի միջոցով գենետիկ խմբագրմամբ:

Քանի որ այս տեխնոլոգիաները զարգանում են, աճում են նաև հետազոտողների կարողությունները՝ ըստ պահանջի մոլեկուլներ և մանրէներ ստեղծելու բոլոր տեսակի հետազոտությունների համար: Մասնավորապես, մեքենայական ուսուցումը (ML) արդյունավետ գործիք է, որը կարող է արագ հետևել սինթետիկ մոլեկուլների ստեղծմանը` կանխատեսելով, թե ինչպես կվարվի կենսաբանական համակարգը: Ըմբռնելով փորձարարական տվյալների օրինաչափությունները՝ ML-ը կարող է կանխատեսումներ տրամադրել՝ առանց դրա աշխատանքի ինտենսիվ ըմբռնման անհրաժեշտության:

Խանգարող ազդեցություն

Ըստ պահանջի մոլեկուլներն ամենաշատ պոտենցիալն են ցուցաբերում դեղերի հայտնաբերման գործում: Դեղամիջոցի թիրախը սպիտակուցի վրա հիմնված մոլեկուլ է, որը դեր է խաղում հիվանդության ախտանիշների առաջացման գործում: Թմրանյութերը գործում են այս մոլեկուլների վրա՝ փոխելու կամ դադարեցնելու գործառույթները, որոնք հանգեցնում են հիվանդության ախտանիշների: Հնարավոր դեղամիջոցներ գտնելու համար գիտնականները հաճախ օգտագործում են հակադարձ մեթոդը, որն ուսումնասիրում է հայտնի ռեակցիան՝ որոշելու, թե որ մոլեկուլներն են ներգրավված այդ ֆունկցիայի մեջ: Այս տեխնիկան կոչվում է թիրախային ապամոնտաժում: Այն պահանջում է բարդ քիմիական և մանրէաբանական հետազոտություններ՝ հստակեցնելու համար, թե որ մոլեկուլն է կատարում ցանկալի գործառույթը:

Դեղերի հայտնաբերման մեջ սինթետիկ կենսաբանությունը գիտնականներին հնարավորություն է տալիս նախագծել նոր գործիքներ՝ մոլեկուլային մակարդակում հիվանդության մեխանիզմները հետազոտելու համար: Դա անելու եղանակներից մեկը սինթետիկ սխեմաների նախագծումն է, որոնք կենդանի համակարգեր են, որոնք կարող են պատկերացում կազմել, թե որ գործընթացներն են տեղի ունենում բջջային մակարդակում: Դեղերի հայտնաբերման սինթետիկ կենսաբանական այս մոտեցումները, որոնք հայտնի են որպես գենոմի արդյունահանում, հեղափոխություն են կատարել բժշկության մեջ:

Ըստ պահանջի մոլեկուլներ տրամադրող ընկերության օրինակ է ֆրանսիական GreenPharma-ն: Ընկերության կայքի համաձայն՝ Greenpharma-ն մատչելի գնով ստեղծում է քիմիական նյութեր դեղագործական, կոսմետիկ, գյուղատնտեսական և նուրբ քիմիական արդյունաբերության համար: Նրանք արտադրում են հատուկ սինթեզի մոլեկուլներ գրամից միլիգրամ մակարդակներում: Ընկերությունը յուրաքանչյուր հաճախորդին տրամադրում է նշանակված ծրագրի ղեկավար (Ph.D.) և կանոնավոր հաշվետվությունների ընդմիջումներով: Կյանքի գիտությունների մեկ այլ ընկերություն, որն առաջարկում է այս ծառայությունը, Կանադայում գործող OTAVAChemicals-ն է, որն ունի 12 միլիարդ հասանելի ըստ պահանջի մոլեկուլների հավաքածու՝ հիմնված երեսուն հազար շինանյութերի և 44 ներքին ռեակցիաների վրա: 

Պահանջվող մոլեկուլների ազդեցությունը

Պահանջվող մոլեկուլների ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել. 

• Կյանքի գիտությունների ընկերությունը ներդրումներ է կատարում արհեստական ​​ինտելեկտի և ML-ի մեջ՝ բացահայտելու նոր մոլեկուլներ և քիմիական բաղադրիչներ՝ ավելացնելու իրենց տվյալների բազայում:
• Ավելի շատ ընկերություններ, որոնք ավելի հեշտ մուտք ունեն դեպի մոլեկուլներ, անհրաժեշտ են հետագա ուսումնասիրության և արտադրանքի և գործիքների մշակման համար: 
• Որոշ գիտնականներ պահանջում են կանոնակարգեր կամ չափորոշիչներ՝ ապահովելու համար, որ ընկերությունները որոշ մոլեկուլներ չեն օգտագործում անօրինական հետազոտությունների և մշակումների համար:
• Biopharma ընկերությունները մեծ ներդրումներ են կատարում իրենց հետազոտական ​​լաբորատորիաներում, որպեսզի հնարավորություն ընձեռեն ըստ պահանջի և միկրոբների ճարտարագիտությունը որպես ծառայություն այլ կենսատեխնոլոգիական ընկերությունների և հետազոտական ​​կազմակերպությունների համար:
• Սինթետիկ կենսաբանություն, որը թույլ է տալիս ստեղծել կենդանի ռոբոտներ և նանոմասնիկներ, որոնք կարող են վիրահատություններ կատարել և իրականացնել գենետիկ թերապիա:
• Քիմիական պաշարների վիրտուալ շուկաների նկատմամբ վստահության ավելացում՝ բիզնեսին հնարավորություն տալով արագորեն ստանալ և ձեռք բերել հատուկ մոլեկուլներ՝ բարձրացնելով դրանց գործառնական արդյունավետությունը և նվազեցնելով նոր ապրանքների շուկա դուրս գալու ժամանակը:
• Կառավարությունները քաղաքականություն են ընդունում՝ կառավարելու սինթետիկ կենսաբանության էթիկական հետևանքները և անվտանգության մտահոգությունները, մասնավորապես՝ բժշկական կիրառման համար կենդանի ռոբոտների և նանոմասնիկների մշակման համատեքստում:
• Ուսումնական հաստատությունները վերանայում են ուսումնական ծրագրերը՝ սինթետիկ կենսաբանության և մոլեկուլային գիտությունների ավելի առաջադեմ թեմաներ ներառելու համար՝ նախապատրաստելով գիտնականների հաջորդ սերնդին այս ոլորտներում առաջացող մարտահրավերներին և հնարավորություններին:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Որո՞նք են պահանջվող մոլեկուլների օգտագործման հնարավոր այլ դեպքեր:
• Այլապես ինչպե՞ս կարող է այս ծառայությունը փոխել գիտական ​​հետազոտություններն ու զարգացումները: