lari kuantum

KREDIT GAMBAR:

iStock

Molekul sesuai permintaan: Katalog molekul yang tersedia

Perusahaan ilmu kehidupan menggunakan biologi sintetik dan kemajuan rekayasa genetika untuk membuat molekul apa pun sesuai kebutuhan.

Penulis:
nama penulis
Pandangan ke Depan Quantumrun
Desember 22, 2022

Ringkasan wawasan

Biologi sintetik adalah ilmu kehidupan baru yang menerapkan prinsip-prinsip teknik pada biologi untuk menciptakan bagian dan sistem baru. Dalam penemuan obat, biologi sintetik berpotensi merevolusi pengobatan medis dengan menciptakan molekul sesuai permintaan. Implikasi jangka panjang dari molekul-molekul ini dapat mencakup penggunaan kecerdasan buatan untuk mempercepat proses penciptaan dan perusahaan-perusahaan biofarmasi melakukan investasi besar-besaran di pasar negara berkembang ini.

Konteks molekul sesuai permintaan

Rekayasa metabolik memungkinkan para ilmuwan menggunakan sel yang direkayasa untuk membuat molekul baru dan berkelanjutan, seperti biofuel terbarukan atau obat pencegah kanker. Dengan banyaknya kemungkinan yang ditawarkan oleh rekayasa metabolik, ini dianggap sebagai salah satu dari "Sepuluh Teknologi Baru yang Muncul" oleh Forum Ekonomi Dunia pada tahun 2016. Selain itu, biologi industri diharapkan dapat membantu mengembangkan bioproduk dan bahan terbarukan, memperbaiki tanaman, dan memungkinkan yang baru aplikasi biomedis.

Tujuan utama biologi sintetik atau buatan laboratorium adalah menggunakan prinsip rekayasa untuk meningkatkan rekayasa genetika dan metabolisme. Biologi sintetik juga melibatkan tugas-tugas non-metabolik, seperti modifikasi genetik yang menghilangkan nyamuk pembawa malaria atau rekayasa mikrobioma yang berpotensi menggantikan pupuk kimia. Disiplin ini berkembang pesat, didukung oleh kemajuan dalam fenotipe throughput tinggi (proses menilai susunan atau sifat genetik), mempercepat kemampuan sekuensing dan sintesis DNA, dan pengeditan genetik yang diaktifkan CRISPR.

Seiring kemajuan teknologi ini, begitu pula kemampuan peneliti untuk membuat molekul dan mikroba sesuai permintaan untuk semua jenis penelitian. Secara khusus, pembelajaran mesin (ML) adalah alat efektif yang dapat mempercepat pembuatan molekul sintetik dengan memprediksi bagaimana perilaku sistem biologis. Dengan memahami pola dalam data eksperimen, ML dapat memberikan prediksi tanpa perlu pemahaman intensif tentang cara kerjanya.

Dampak yang mengganggu

Molekul sesuai permintaan menunjukkan potensi paling besar dalam penemuan obat. Target obat adalah molekul berbasis protein yang berperan dalam menimbulkan gejala penyakit. Obat bekerja pada molekul ini untuk mengubah atau menghentikan fungsi yang menyebabkan gejala penyakit. Untuk menemukan obat potensial, para ilmuwan sering menggunakan metode sebaliknya, yang mempelajari reaksi yang diketahui untuk menentukan molekul mana yang terlibat dalam fungsi tersebut. Teknik ini disebut dekonvolusi target. Ini membutuhkan studi kimia dan mikrobiologi yang kompleks untuk menentukan molekul mana yang melakukan fungsi yang diinginkan.

Biologi sintetis dalam penemuan obat memungkinkan para ilmuwan merancang alat baru untuk menyelidiki mekanisme penyakit pada tingkat molekuler. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan merancang sirkuit sintetik, yang merupakan sistem hidup yang dapat memberikan wawasan mengenai proses yang terjadi pada tingkat sel. Pendekatan biologi sintetik untuk penemuan obat ini, yang dikenal sebagai penambangan genom, telah merevolusi pengobatan.

Contoh perusahaan yang menyediakan molekul sesuai permintaan adalah GreenPharma yang berbasis di Prancis. Menurut situs perusahaan, Greenpharma menciptakan bahan kimia untuk industri farmasi, kosmetik, pertanian, dan bahan kimia halus dengan harga terjangkau. Mereka menghasilkan molekul sintesis khusus pada tingkat gram hingga miligram. Perusahaan menyediakan setiap klien dengan manajer proyek yang ditunjuk (Ph.D.) dan interval pelaporan reguler. Firma ilmu kehidupan lain yang menawarkan layanan ini adalah OTAVACchemicals yang berbasis di Kanada, yang memiliki koleksi 12 miliar molekul sesuai permintaan yang dapat diakses berdasarkan tiga puluh ribu blok bangunan dan 44 reaksi internal.

Implikasi molekul sesuai permintaan

Implikasi yang lebih luas dari molekul sesuai permintaan dapat mencakup:

Perusahaan ilmu kehidupan berinvestasi dalam kecerdasan buatan dan ML untuk menemukan molekul dan komponen kimia baru untuk ditambahkan ke database mereka.
Lebih banyak perusahaan memiliki akses yang lebih mudah ke molekul yang diperlukan untuk mengeksplorasi lebih jauh dan mengembangkan produk dan alat.
Beberapa ilmuwan menyerukan peraturan atau standar untuk memastikan bahwa perusahaan tidak menggunakan beberapa molekul untuk penelitian dan pengembangan ilegal.
Perusahaan biofarmasi banyak berinvestasi di laboratorium penelitian mereka untuk memungkinkan rekayasa mikroba sesuai permintaan dan sebagai layanan untuk perusahaan biotek dan organisasi penelitian lainnya.
Biologi sintetik memungkinkan pengembangan robot hidup dan partikel nano yang dapat melakukan operasi dan memberikan terapi genetik.
Meningkatnya ketergantungan pada pasar virtual untuk pasokan bahan kimia, memungkinkan perusahaan untuk secara cepat mendapatkan dan mendapatkan molekul tertentu, meningkatkan efisiensi operasional mereka dan mengurangi waktu pemasaran produk baru.
Pemerintah memberlakukan kebijakan untuk mengelola implikasi etis dan masalah keamanan biologi sintetik, khususnya dalam konteks pengembangan robot hidup dan nanopartikel untuk aplikasi medis.
Institusi pendidikan merevisi kurikulum untuk memasukkan topik yang lebih maju dalam biologi sintetik dan ilmu molekuler, mempersiapkan generasi ilmuwan berikutnya untuk menghadapi tantangan dan peluang yang muncul di bidang ini.