ვირუსების კლონირება და სინთეზირება: უფრო სწრაფი გზა მომავალი პანდემიების თავიდან ასაცილებლად

სურათის კრედიტი:
გამოსახულება საკრედიტო
iStock

ვირუსების კლონირება და სინთეზირება: უფრო სწრაფი გზა მომავალი პანდემიების თავიდან ასაცილებლად

ვირუსების კლონირება და სინთეზირება: უფრო სწრაფი გზა მომავალი პანდემიების თავიდან ასაცილებლად

ქვესათაური ტექსტი
მეცნიერები ლაბორატორიაში ვირუსების დნმ-ს ამრავლებენ, რათა უკეთ გაიგონ, როგორ გავრცელდებიან და როგორ შეიძლება მათი შეჩერება.
    • ავტორი:
    • ავტორის სახელი
      Quantumrun Foresight
    • სექტემბერი 29, 2022

    Insight რეზიუმე

    ვირუსულმა დაავადებებმა განაპირობა წინსვლა ვირუსის კლონირებაში სწრაფი იდენტიფიკაციისა და ვაქცინის შემუშავებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ბოლო კვლევა მოიცავს ინოვაციურ მეთოდებს, როგორიცაა საფუარის გამოყენება SARS-CoV-2-ის რეპლიკაციისთვის, უსაფრთხოებისა და ბიოლოგიური ომის შესახებ შეშფოთება გრძელდება. ამ მოვლენებმა ასევე შეიძლება გამოიწვიოს წინსვლა პერსონალიზებულ მედიცინაში, სოფლის მეურნეობაში და განათლებაში, აყალიბებს მომავალს უკეთესად მომზადებული ჯანდაცვისა და ბიოტექნოლოგიის სექტორებით.

    ვირუსების კონტექსტის კლონირება და სინთეზირება

    ვირუსული დაავადებები მუდმივად წარმოადგენს საფრთხეს ადამიანებისთვის. ამ უაღრესად პათოგენურმა ინფექციებმა დიდი ტანჯვა გამოიწვია მთელი ისტორიის მანძილზე, ხშირად გადამწყვეტ როლს თამაშობს ომებისა და სხვა მსოფლიო მოვლენების შედეგში. ვირუსული გავრცელების ანგარიშები, როგორიცაა ჩუტყვავილა, წითელა, აივ (ადამიანის იმუნოდეფიციტის ვირუსი), SARS-CoV (მძიმე მწვავე რესპირატორული სინდრომის კორონავირუსი), 1918 წლის გრიპის ვირუსი და სხვა, ადასტურებს ამ დაავადებების დამანგრეველ შედეგებს. ამ ვირუსულმა გავრცელებამ აიძულა მეცნიერები მთელ მსოფლიოში ვირუსების კლონირებასა და სინთეზირებაზე, რათა სწრაფად ამოიცნონ ისინი და შეექმნათ ეფექტური ვაქცინები და ანტიდოტები. 

    როდესაც 19 წელს COVID-2020 პანდემია იფეთქა, გლობალურმა მკვლევარებმა გამოიყენეს კლონირება ვირუსის გენეტიკური შემადგენლობის შესასწავლად. მეცნიერებს შეუძლიათ შეკერონ დნმ-ის ფრაგმენტები ვირუსული გენომის გასამრავლებლად და ბაქტერიებში შეყვანაში. თუმცა, ეს მეთოდი არ არის იდეალური ყველა ვირუსისთვის, განსაკუთრებით კოროვირუსებისთვის. იმის გამო, რომ კორონავირუსებს აქვთ დიდი გენომი, ეს ართულებს ბაქტერიების ეფექტურად გამრავლებას. გარდა ამისა, გენომის ნაწილები შეიძლება იყოს არასტაბილური ან ტოქსიკური ბაქტერიებისთვის - თუმცა მიზეზი ჯერ ბოლომდე არ არის გასაგები. 

    ამის საპირისპიროდ, ვირუსების კლონირება და სინთეზირება ხელს უწყობს ბიოლოგიური ომის (BW) ძალისხმევას. ბიოლოგიური ომი ათავისუფლებს მიკროორგანიზმებს ან შხამებს, რომლებიც აპირებენ მტრის მოკვლას, გამორთვას ან შეშინებას და ასევე მცირე დოზებით ანადგურებენ ეროვნულ ეკონომიკას. ეს მიკროორგანიზმები კლასიფიცირებულია, როგორც მასობრივი განადგურების იარაღი, რადგან მცირე რაოდენობითაც კი შეიძლება გამოიწვიოს მრავალი მსხვერპლი. 

    დამრღვევი გავლენა

    2020 წელს, COVID-19-ის ვაქცინის ან მკურნალობის შემუშავების რბოლაში, შვეიცარიაში დაფუძნებული ბერნის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა უჩვეულო იარაღს მიმართეს: საფუარს. სხვა ვირუსებისგან განსხვავებით, SARS-CoV-2 არ შეიძლება გაიზარდოს ადამიანის უჯრედებში ლაბორატორიაში, რაც რთულს ხდის მის შესწავლას. მაგრამ ჯგუფმა შეიმუშავა ვირუსის კლონირებისა და სინთეზის სწრაფი და ეფექტური მეთოდი საფუარის უჯრედების გამოყენებით.

    პროცესი, რომელიც აღწერილია სამეცნიერო ჟურნალში Nature-ში გამოქვეყნებულ ნაშრომში, გამოიყენა ტრანსფორმაციასთან ასოცირებული რეკომბინაცია (TAR) დნმ-ის მოკლე ფრაგმენტების შერწყმა საფუარის უჯრედებში მთლიან ქრომოსომებად. ამ ტექნიკამ მეცნიერებს საშუალება მისცა სწრაფად და მარტივად გაემრავლებინათ ვირუსის გენომი. მეთოდი გამოიყენებოდა ვირუსის ვერსიის კლონირებისთვის, რომელიც კოდირებს ფლუორესცენტულ რეპორტიორ პროტეინს, რაც მეცნიერებს საშუალებას აძლევს შეამოწმონ პოტენციური წამლები ვირუსის დაბლოკვის უნარისთვის.

    მიუხედავად იმისა, რომ ეს აღმოჩენა ბევრ უპირატესობას გვთავაზობს კლონირების ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით, მას ასევე აქვს რისკები. საფუარში ვირუსების კლონირებამ შეიძლება გამოიწვიოს საფუარის ინფექციების გავრცელება ადამიანებში და არსებობს რისკი, რომ ინჟინერიული ვირუსი გაქცევა ლაბორატორიიდან. მიუხედავად ამისა, მეცნიერები თვლიან, რომ კლონირების პროცესი მძლავრ ინსტრუმენტს გვთავაზობს ვირუსების სწრაფად გამრავლებისა და ეფექტური მკურნალობისა თუ ვაქცინების შესაქმნელად. გარდა ამისა, მკვლევარები იკვლევენ TAR-ის დანერგვას სხვა ვირუსების, მათ შორის MERS (შუა აღმოსავლეთის რესპირატორული სინდრომი) და ზიკას კლონირებისთვის.

    ვირუსების კლონირებისა და სინთეზირების შედეგები

    ვირუსების კლონირებისა და სინთეზირების უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს: 

    • განვითარებადი ვირუსების კვლევის გაგრძელება, რაც მთავრობებს საშუალებას აძლევს მოემზადონ პოტენციური ეპიდემიებისა და პანდემიებისთვის.
    • ბიოფარმას სწრაფი თვალთვალის წამლების შემუშავება და წარმოება ვირუსული დაავადებების წინააღმდეგ.
    • ვირუსის კლონირების მზარდი გამოყენება ბიოლოგიური იარაღის იდენტიფიცირებისთვის. თუმცა, ზოგიერთმა ორგანიზაციამ შეიძლება იგივე გააკეთოს უკეთესი ქიმიური და ბიოლოგიური შხამების შესაქმნელად.
    • მთავრობებზე მზარდი ზეწოლა ხდება, რომ იყოს გამჭვირვალე მისი საჯაროდ დაფინანსებული ვირუსოლოგიური კვლევებისა და მათ ლაბორატორიებში განხორციელებული რეპლიკაციის შესახებ, მათ შორის საგანგებო გეგმების შესახებ, თუ როდის/თუ ეს ვირუსები გაქცევა.
    • უფრო დიდი საჯარო და კერძო ინვესტიციები ვირუსების კლონირების კვლევაში. ამ პროექტებმა შეიძლება გამოიწვიოს დასაქმების გაზრდა სექტორში.
    • პერსონალიზებული მედიცინის სფეროს გაფართოება, მკურნალობის ინდივიდუალურ გენეტიკურ პროფილებზე მორგება და ვირუსული თერაპიის ეფექტურობის გაზრდა.
    • სოფლის მეურნეობის ბიოკონტროლის უფრო ზუსტი მეთოდების შემუშავება, რაც პოტენციურად ამცირებს ქიმიურ პესტიციდებზე დამოკიდებულებას და ხელს უწყობს მდგრადი მეურნეობის განვითარებას.
    • საგანმანათლებლო დაწესებულებები, რომლებიც აერთიანებენ მოწინავე ბიოტექნოლოგიას სასწავლო გეგმებში, რაც იწვევს ვირუსოლოგიასა და გენეტიკას უფრო კვალიფიციურ მუშახელს.

    კითხვები გასათვალისწინებელია

    • როგორ ფიქრობთ, სხვაგვარად როგორ შეიძლება ვირუსების კლონირებამ დააჩქაროს კვლევები ვირუსულ დაავადებებზე?
    • რა არის ლაბორატორიაში ვირუსების გამრავლების სხვა შესაძლო საფრთხეები?

    Insight ცნობები

    შემდეგი პოპულარული და ინსტიტუციური ბმულები იყო მითითებული ამ ინფორმაციისათვის: