Quantumrun

kredit onyonyo: Quantumrun

Nlekọta ahụike ziri ezi na-abanye na genome gị: Ọdịnihu nke Ahụike P3

David Tal, Onye nkwusa, Futurist
@Nwanyi_ocha
LinkedIn

Tuz, 09/15/2020 - 05:42

Anyị na-abanye n'ọdịniihu ebe a ga-ahazi ọgwụ na DNA gị yana ibu amụma ahụike gị n'ọdịnihu mgbe a mụrụ ya. Nabata na ọdịnihu nke ọgwụ ziri ezi.

N'isi nke ikpeazụ nke usoro ahụike Ọdịnihu anyị, anyị nyochara ihe iyi egwu ụmụ mmadụ na-eche ugbu a n'ụdị mgbochi ọgwụ nje zuru ụwa ọnụ na ọrịa na-efe efe n'ọdịnihu, yana ihe ọhụrụ ụlọ ọrụ na-emepụta ọgwụ na-arụ ọrụ iji luso ha ọgụ. Mana akụkụ dị n'ime ihe ọhụrụ ndị a bụ n'ichepụta oke ahịa ha—ọgwụ ndị e mere iji gwọọ ọtụtụ ndị kama emebere ya iji gwọọ nke ahụ.

N'iburu n'uche nke a, anyị ga-atụle mgbanwe n'oké osimiri na-eme na ụlọ ọrụ ahụike site na isi ihe ọhụrụ atọ - malite na genomics. Nke a bụ ubi e zubere iji jiri akpụkpọ anụ na-ahụ anya dochie ọrịa ogbugbu. Ọ bụkwa ubi nke otu ụbọchị ga-ahụ nkezi mmadụ na-enweta ohere dị mma, ọgwụ dị ike, yana ndụmọdụ ahụike ahaziri maka mkpụrụ ndụ ihe nketa pụrụ iche.

Ma tupu anyị abanye n'ime mmiri miri emi, gịnị bụ ọdịdị ọdịdị ala?

Genome n'ime gị

genome bụ mkpokọta DNA gị. Ọ bụ ngwanrọ gị. A na-ahụkwa ya na (ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ) cell ọ bụla dị n'ahụ gị. Naanị ihe karịrị ijeri mkpụrụedemede atọ (base pairs) mejupụtara koodu ngwanrọ a, mgbe a na-agụ ya, ọ na-akọwapụta ihe niile na-eme gị, gị. Nke a gụnyere ụcha anya gị, ịdị elu gị, egwuregwu okike na ikike ọgụgụ isi, ọbụlagodi ogologo ndụ gị.

N'agbanyeghị nke ahụ, dịka ihe ọmụma a niile siri dị, ọ bụ naanị n'oge na-adịbeghị anya ka anyị nwere ike ịnweta ya. Nke a na-anọchi anya ihe ọhụrụ mbụ bụ isi anyị ga-ekwu maka ya: The ọnụ ahịa nke usoro genome (ịgụ DNA gị) esiwo na $100 nde na 2001 (mgbe e debere genome mbụ mmadụ) ruo ihe na-erughị $1,000 na 2015, yana ọtụtụ amụma na-ebu amụma na ọ ga-adaba na pennies n'afọ 2020.

Ngwa usoro genome

Enwere ihe dị na usoro genome karịa inwe ike ịghọta usoro ọmụmụ mkpụrụ ndụ ihe nketa gị ma ọ bụ otu ị ga-esi jide mmanya gị nke ọma. Ka usoro mkpụrụ ndụ ihe nketa na-aghọ ọnụ ala zuru oke, a na-enweta ọtụtụ nhọrọ ọgwụgwọ. Nke a gụnyere:

Nnwale mkpụrụ ndụ ihe nketa gị ngwa ngwa iji chọpụta mmụkọ, chọpụta ọrịa mkpụrụ ndụ ihe nketa na-adịghị ahụkebe, wee mepụta ọgwụ mgbochi na ọgwụgwọ omenala (ihe atụ nke usoro a. zọpụta nwa ọhụrụ na 2014);
Ụdị ọgwụgwọ mkpụrụ ndụ ihe nketa ọhụrụ nke nwere ike inye aka gwọọ nkwarụ anụ ahụ (a tụlere n'isiakwụkwọ na-esote nke usoro isiokwu a);
N'iji genome gị atụnyere ọtụtụ nde ndị ọzọ genome ka ị ghọta nke ọma (data mine) ihe mkpụrụ ndụ ihe nketa ọ bụla na genome mmadụ na-eme;
Na-ebu amụma nhụsianya gị na echiche gị maka ọrịa dị ka ọrịa kansa iji gbochie ọnọdụ ndị ahụ afọ ma ọ bụ iri afọ tupu ị nweta ha, nke ka ukwuu site n'ụzọ dị mma, ọgwụ ndị dị ike karị, ọgwụ mgbochi na ndụmọdụ ahụike ahaziri maka mkpụrụ ndụ ihe nketa pụrụ iche.

Isi okwu ikpeazụ ahụ bụ ọnụ, mana ọ bụkwa nnukwu. Ọ na-akọwa ịrị elu nke ọgwụ amụma na nke ziri ezi. Ndị a bụ ọnụọgụ ọnụọgụ abụọ na otu anyị si agakwuru ahụike nke ga-agbanwe ogo ahụike gị, dịka nchọpụta nke penicillin gbanwere ahụike nke nne na nna na nne na nna ochie gị.

Mana tupu anyị abanye n'ime ụzọ abụọ a, ọ dị mkpa ka anyị tụlee isi ihe ọhụrụ nke abụọ anyị kwuru na mbụ: teknụzụ na-eme ka ihe ọhụrụ ahụike ndị a kwe omume.

A CRISPR na-elele mkpụrụ ndụ ihe nketa

Ka ọ dị ugbu a, ihe ọhụrụ kachasị mkpa na mpaghara genomics bụ usoro nhazi mkpụrụ ndụ ọhụrụ a na-akpọ CRISPR/Cas9.

mbụ chọpụtara N'afọ 1987, a na-ekwenye na mkpụrụ ndụ Cas dị n'ime DNA anyị (genes ndị metụtara CRISPR) malitere dị ka usoro nchebe nke mbụ anyị. Mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị a nwere ike ịchọpụta ma lekwasị anya kpọmkwem, ihe mkpụrụ ndụ ihe nketa si mba ọzọ nwere ike imerụ ahụ ma bepụ ha n'ime mkpụrụ ndụ anyị. N'afọ 2012, ndị ọkà mmụta sayensị chepụtara usoro (CRISPR/Cas9) iji tụgharịa injinia usoro a, na-ekwe ka ndị na-ahụ maka mkpụrụ ndụ nwee ike ilekwasị anya, wee kewaa / dezie usoro DNA kpọmkwem.

Otú ọ dị, ihe na-agbanwe n'ezie egwuregwu banyere CRISPR/ Cas9 (ka anyị kpọọ ya CRISPR na-aga n'ihu) bụ na ọ na-enye anyị ohere iwepụ ma ọ bụ tinye usoro mkpụrụ ndụ ọhụrụ na DNA anyị n'ụzọ dị ngwa ngwa, dị ọnụ ala, dị mfe na nke ziri ezi karịa. usoro niile ejiri na mbụ.

Ngwá ọrụ a abụrụla otu n'ime ihe ndị bụ isi na-ewu ụlọ maka amụma amụma na usoro nlekọta ahụike ziri ezi ugbu a na pipeline. Ọ dịkwa ọtụtụ. Ọ bụghị naanị na a na-eji ya emepụta a ọgwụgwọ maka HIV, ọ bụkwa ngwá ọrụ a na-eji ugbu a n'ọrụ ugbo na-emepụta ihe ọkụkụ na anụmanụ ndị gbanwere mkpụrụ ndụ ihe nketa, na-arụ ọrụ dị mkpa n'ọhịa na-eto ngwa ngwa nke usoro ihe ọmụmụ sịntetik, ma nwee ike iji malite idezi mkpụrụ ndụ nke embrayo mmadụ. mepụta ụmụ ọhụrụ mmebe, Ụdị Gattaca.

N'etiti usoro mkpụrụ ndụ unyi dị ọnụ ala na teknụzụ CRISPR, anyị na-ahụ ugbu a ka a na-etinye ihe ọgụgụ DNA na-edezi iji dozie ọtụtụ ihe ịma aka ahụike. Ma ọ dịghịkwa ihe ọhụrụ ọhụrụ agaghị eweta nkwa nke amụma amụma na nke ziri ezi na-enweghị mgbakwunye nke ihe ọhụrụ na-agbawa obi nke atọ.

Mgbakọ Quantum na-ewepụ mkpụrụ ndụ ihe nketa

N'oge gara aga, anyị kwuru banyere nnukwu na ọdịda ngwa ngwa nke ụgwọ ndị metụtara usoro genome. Site na $100 nde na 2001 ruo $1,000 na 2015, nke ahụ bụ ọdịda 1,000 pasent na ọnụ ahịa, ihe dị ka ọdịda 5X na-eri kwa afọ. N'iji ya tụnyere, ọnụ ahịa ịgbakọ na-agbada site na 2X kwa afọ ekele Iwu Moore. Ọdịiche ahụ bụ nsogbu.

Usoro usoro mkpụrụ ndụ ihe nketa na-agbada ngwa ngwa karịa ụlọ ọrụ kọmputa nwere ike idowe ya, dị ka eserese dị n'okpuru (sitere na ya). Business Insider):

Nkwekọrịta a na-eduga n'ugwu nke data mkpụrụ ndụ ihe nketa na-anakọta, ma na-enweghị oke ugwu nke ike ịgbakọ iji nyochaa nnukwu data ahụ. Ihe atụ nke otu nke a nwere ike isi weta nsogbu bụ na mpaghara mpaghara genomics na-emepe emepe na-elekwasị anya na microbiome.

N'ime anyị niile, e nwere usoro gburugburu ebe obibi dị mgbagwoju anya nke ihe karịrị 1,000 ụdị nje bacteria dị iche iche (gụnyere nje virus, fungi, na microorganisms ndị ọzọ) bụ ndị na-anọchi anya ihe karịrị nde mkpụrụ ndụ ihe nketa atọ, na-eme ka genome mmadụ nwere mkpụrụ ndụ ihe nketa 23,000. Nje bacteria ndị a na-eme ihe dị ka otu paụnd atọ nke ịdị arọ ahụ gị ma nwee ike ịhụ ya n'ime ahụ gị, karịsịa n'ime eriri afọ gị.

Ihe na-eme gburugburu ebe obibi nje bacteria dị mkpa bụ na ọtụtụ narị ọmụmụ na-ejikọta ahụike microbiome gị na ahụike gị dum. N'ezie, ejikọtala ihe na-adịghị mma na microbiome gị na mgbagwoju anya na mgbari mgbaze, ụkwara ume ọkụ, ọrịa ogbu na nkwonkwo, oke ibu, ihe nri nri, ọbụna nsogbu akwara ozi dị ka ịda mbà n'obi na autism.

Nnyocha ọhụrụ a na-egosi na ikpughe ogologo oge na ọgwụ nje (karịsịa n'oge ọ bụ nwata) nwere ike imebi arụ ọrụ ahụike nke microbiome gị kpamkpam site na igbuchapụ igodo, nje bacteria na-edozi ahụ nke na-echekwa nje bacteria na-adịghị mma. Mmebi a nwere ike itinye aka na ọrịa ndị a kpọtụrụ aha n'elu.

Ọ bụ ya mere ndị ọkà mmụta sayensị ji kwesị ịhazi usoro mkpụrụ ndụ ihe nketa nde atọ nke microbiome, ghọta kpọmkwem otú mkpụrụ ndụ ihe nketa ọ bụla si emetụta ahụ, wee jiri ngwá ọrụ CRISPR mepụta nje bacteria ahaziri nke nwere ike weghachite microbiome nke onye ọrịa na ọnọdụ ahụike-ikekwe ịgwọ ọrịa ndị ọzọ na usoro ahụ.

(Chee ya dị ka iri otu n'ime hipster ahụ, probiotic yogurts na-ekwu na ọ na-eweghachi ahụ ike gị, ma na nke a na-eme n'ezie.)

Na ebe a bụ ebe anyị na-alaghachi azụ na bottleneck. Ndị ọkà mmụta sayensị nwere ugbu a teknụzụ dị mkpa iji hazie mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị a wee dezie ha, mana na-enweghị ike ịgbakọ iji hazie usoro mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị a, anyị agaghị aghọta ihe ha na-eme na otu esi edezi ha.

Ọ dabara nke ọma maka ubi ahụ, ọganiihu ọhụrụ na ike kọmpụta na-achọ ịbanye n'isi n'etiti 2020s: kwantum kọmputa. Kwuru na anyị Ọdịnihu nke Kọmputa usoro, ma kọwapụta nkenke (na nke ọma) na vidiyo dị n'okpuru ebe a, kọmpụta nke na-arụ ọrụ nwere ike ịhazi data genomic dị mgbagwoju anya na sekọnd otu ụbọchị, ma e jiri ya tụnyere afọ na-eji kọmpụta kachasị elu taa.

Ike nhazi ọkwa a na-esote (jikọtara ya na obere ọgụgụ isi nke dị ugbu a) bụ ụkwụ efu efu achọrọ iji kwalite ọgwụ amụma na nke ziri ezi n'ime usoro.

Nkwa maka nlekọta ahụike ziri ezi

Nlekọta ahụike nke ọma (nke a na-akpọbu nlekọta ahụike ahaziri onwe ya) bụ ịdọ aka ná ntị nke na-achọ iji ndụmọdụ ahụike na ọgwụgwọ dị irè dochie usoro nke taa nke ahaziri maka mkpụrụ ndụ ihe nketa, gburugburu ebe obibi, na ụdị ndụ onye ọrịa.

Ozugbo etinyere ya na ngwụcha afọ 2020, ị nwere ike ịga leta ụlọọgwụ ma ọ bụ ụlọ ọgwụ otu ụbọchị, gwa dọkịta ihe mgbaàmà gị, hapụ otu ntụpọ ọbara (ma eleghị anya, ọbụlagodi ihe nlele stool), mgbe ọkara elekere chere, dọkịta ga-alọghachi. na nyocha zuru oke nke genome, microbiome, na nyocha ọbara gị. N'iji data a, dọkịta ahụ ga-achọpụta kpọmkwem ọrịa (ihe kpatara) mgbaàmà gị, kọwaa ihe gbasara mkpụrụ ndụ ihe nketa nke ahụ gị mere ka ị nwee ike ịrịa ọrịa a, wee nye gị ọgwụ sitere na kọmputa maka ọgwụ nke emebere iji gwọọ ọrịa gị. n'ụzọ na-eto usoro ahụ ji alụso ọrịa ọgụ pụrụ iche.

N'ozuzu, site n'usoro zuru ezu nke genome gị, yana nyocha nke otu mkpụrụ ndụ ihe nketa gị si ekpebi ahụike gị, dọkịta gị ga-enye otu ụbọchị ọgwụ ndị dị nchebe, dị ike na ọgwụ. ọgwụ, na usoro ọgwụgwọ ziri ezi maka physiology gị pụrụ iche. Ọkwa nhazi nke a ewepụtala ngalaba mmụta ọhụrụ -ọgwụ ọgwụ- nke ahụ metụtara ụzọ isi kwụọ ụgwọ maka ọdịiche mkpụrụ ndụ ihe nketa na ndị ọrịa na-ebute nzaghachi dị iche iche na otu ọgwụ.

Na-agwọ gị tupu ị na-arịa ọrịa

N'otu oge ahụ eleta dọkịta gị n'ọdịnihu, yana iji otu nyocha nke genome, microbiome, na ọrụ ọbara gị, ọ ga-ekwe omume ka dọkịta gaa n'elu ma karịa site n'ịkwado ịgba ọgwụ mgbochi omenala na aro ụdị ndụ gị. ebumnuche igbochi gị otu ụbọchị inwe ụfọdụ ọrịa, ọrịa kansa, na ọrịa akwara ozi nke mkpụrụ ndụ ihe nketa gị na-ebuli gị elu.

Enwere ike ịme nyocha a mgbe a mụrụ gị, si otú ahụ na-enye onye dọkịta na-ahụ maka ụmụaka aka ịrụ ọrụ nke ọma na ahụike gị nke nwere ike ịkwụ ụgwọ nke ọma n'oge ntozu gị. Ma n'ikpeazụ, ọ nwere ike ime nke ọma na ọgbọ ndị na-abịa n'ihu nwere ike ịnweta ndụ n'enweghị ọrịa. Ka ọ dị ugbu a, n'oge dị nso, ịkọ ọrịa na igbochi ọnwụ nwere ike inye aka chekwaa ihe ruru $20 ijeri kwa afọ na ụgwọ nlekọta ahụike (usoro US).

Ihe ọhụrụ na usoro ndị akọwara n'isiakwụkwọ a na-akọwa ngbanwe site na usoro "nlekọta ọrịa" anyị dị ugbu a gaa na usoro zuru oke nke "nlekọta ahụike." Nke a bụ usoro na-emesi ike iwepụ ọrịa na igbochi ha ime kpam kpam.

Ma, nke a abụghị njedebe nke usoro ahụike ọdịnihu anyị. N'ezie, ọgwụ amụma na nke ziri ezi nwere ike inyere gị aka mgbe ị na-arịa ọrịa, mana gịnị na-eme mgbe ị merụrụ ahụ? Ihe ndị ọzọ na nke ahụ n'isiakwụkwọ na-esonụ.