Sintesis gen yang lebih cepat: DNA sintetik mungkin menjadi kunci untuk perawatan kesehatan yang lebih baik

• Penulis:
• nama penulis

  Pandangan ke Depan Quantumrun
• Januari 16, 2023

Ringkasan wawasan

Sintesis kimia DNA dan perakitannya menjadi gen, sirkuit, dan bahkan seluruh genom telah merevolusi biologi molekuler. Teknik-teknik ini memungkinkan untuk merancang, membangun, menguji, belajar dari kesalahan, dan mengulang siklus sampai hasil yang diinginkan tercapai. Pendekatan ini merupakan inti dari inovasi biologi sintetik. 

Konteks sintesis gen yang lebih cepat

Sintesis mengubah kode genetik digital menjadi DNA molekuler sehingga para peneliti dapat membuat dan memproduksi materi genetik dalam jumlah besar. Data DNA yang tersedia telah berkembang berkat teknologi sekuensing generasi berikutnya (NGS). Perkembangan ini telah menyebabkan peningkatan basis data biologis yang berisi sekuens DNA dari setiap organisme dan lingkungan. Peneliti sekarang dapat mengekstraksi, menganalisis, dan memodifikasi urutan ini dengan lebih mudah karena efisiensi yang lebih besar dalam perangkat lunak bioinformatika.

Semakin banyak informasi biologis yang dimiliki para ilmuwan dari "pohon kehidupan" (jaringan genom), semakin baik mereka memahami bagaimana makhluk hidup berhubungan secara genetis. Pengurutan generasi berikutnya telah membantu kita untuk lebih memahami penyakit, mikrobioma, dan keragaman genetik organisme. Ledakan urutan ini juga memungkinkan disiplin ilmu baru, seperti rekayasa metabolisme dan biologi sintetik, tumbuh. Akses ke informasi ini tidak hanya meningkatkan diagnostik dan terapi saat ini, tetapi juga membuka jalan bagi terobosan medis baru yang akan berdampak jangka panjang pada kesehatan manusia. 

Selain itu, biologi sintetik berpotensi berdampak pada banyak bidang, seperti pembuatan obat baru, bahan, dan proses manufaktur. Secara khusus, sintesis gen adalah salah satu teknologi menjanjikan yang membantu membangun dan mengubah sekuens genetik dengan sangat cepat, yang mengarah pada penemuan fungsi biologis baru. Misalnya, ahli biologi sering mentransfer gen lintas organisme untuk menguji hipotesis genetik atau memberikan ciri atau kemampuan unik pada organisme sampel.

Dampak yang mengganggu

Urutan DNA pendek yang disintesis secara kimia sangat penting karena serbaguna. Mereka dapat digunakan di laboratorium penelitian, rumah sakit, dan industri. Misalnya, mereka digunakan untuk mengidentifikasi virus COVID-19. Fosforamidit adalah blok bangunan yang diperlukan dalam produksi sekuens DNA, tetapi tidak stabil dan cepat rusak.

Pada tahun 2021, ilmuwan Alexander Sandahl mengembangkan cara baru yang telah dipatenkan untuk secara cepat dan efisien membuat bahan penyusun ini untuk produksi DNA, secara signifikan mempercepat proses sebelum komponen ini hancur. Urutan DNA disebut oligonukleotida, banyak digunakan untuk mengidentifikasi penyakit, membuat obat, dan aplikasi medis dan bioteknologi lainnya. 

Salah satu perusahaan bioteknologi terkemuka yang berspesialisasi dalam pembuatan DNA sintetik adalah Twist Bioscience yang berbasis di AS. Perusahaan menghubungkan oligonukleotida bersama untuk membuat gen. Harga oligo menurun, begitu juga dengan waktu yang dibutuhkan untuk membuatnya. Pada tahun 2022, biaya untuk mengembangkan pasangan basa DNA hanya sembilan sen. 

DNA sintetik Twist dapat dipesan secara online dan dikirim ke laboratorium dalam beberapa hari, setelah itu digunakan untuk membuat molekul target, yang merupakan bahan penyusun bahan makanan baru, pupuk, produk industri, dan obat-obatan. Ginkgo Bioworks, sebuah perusahaan rekayasa sel bernilai USD $25 miliar, adalah salah satu klien utama Twist. Sementara itu, pada 2022, Twist meluncurkan dua kontrol DNA sintetik untuk virus cacar monyet manusia untuk membantu para peneliti mengembangkan vaksin dan pengobatan. 

Implikasi dari sintesis gen yang lebih cepat

Implikasi yang lebih luas dari sintesis gen yang lebih cepat dapat mencakup: 

• Identifikasi virus yang dipercepat yang menyebabkan pandemi dan epidemi, mengarah pada pengembangan vaksin yang lebih tepat waktu.
• Lebih banyak biotek dan startup yang berfokus pada teknologi sintesis gen dalam kemitraan dengan perusahaan biofarma.
• Pemerintah berlomba untuk berinvestasi di laboratorium DNA sintetik masing-masing untuk mengembangkan obat-obatan dan bahan industri.
• Biaya DNA sintetik menjadi lebih rendah, mengarah pada demokratisasi penelitian genetika. Tren ini juga dapat menyebabkan lebih banyak biohacker yang ingin bereksperimen pada diri mereka sendiri.
• Peningkatan penelitian genetik menghasilkan perkembangan yang lebih cepat dalam pengeditan gen dan teknologi terapi, seperti CRISPR/Cas9.

Pertanyaan untuk dipertimbangkan

• Apa manfaat lain dari DNA sintetik yang diproduksi secara massal?
• Bagaimana seharusnya pemerintah mengatur sektor ini agar tetap etis?