მიკრობ-ინჟინერიის სერვისი: კომპანიებს უკვე შეუძლიათ სინთეტიკური ორგანიზმების შეძენა

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• დეკემბერი 21, 2022

Insight რეზიუმე

სინთეზური ბიოლოგია ეხება შემცვლელი ორგანოებისა და ორგანიზმების უნიკალური სახეობების შექმნას. ამ ინოვაციამ გამოიწვია ბიოტექნოლოგიური ფირმები და სტარტაპები, რომლებიც სთავაზობენ ახალი მიკრობების აღმოჩენას, როგორც სერვისს, განსაკუთრებით წამლების შემუშავებისა და დაავადებების კვლევისთვის. ამ სერვისის სხვა გრძელვადიანი შედეგები შეიძლება მოიცავდეს ბიოდეგრადირებად კომპონენტებს ელექტრონიკისთვის და უფრო მრავალფეროვან ორგანოიდებს წამლის ტესტირებისთვის.

მიკრობ-ინჟინერიის სერვისის კონტექსტი

ბიოლოგებმა აღმოაჩინეს, რომ ზოგიერთი მიკრობი არა მხოლოდ პოტენციურად მომაკვდინებელი ორგანიზმია, არამედ სასარგებლოა ადამიანის ჯანმრთელობისთვის. ეს „პრობიოტიკები“ - ცოცხალი მიკროორგანიზმები, რომლებიც აუმჯობესებენ ჩვენს ჯანმრთელობას ადეკვატური მოხმარებისას - ძირითადად რძემჟავა ბაქტერიების სახეობებია, რომლებიც უკვე გვხვდება გარკვეულ საკვებში. შემდეგი თაობის დნმ-ის თანმიმდევრობის ტექნოლოგიის წყალობით, ჩვენ უფრო მეტს ვსწავლობთ იმ მიკრობების შესახებ, რომლებიც სახლში გვეძახიან და რამდენად მნიშვნელოვანია ისინი ჩვენი ჯანმრთელობისთვის.

მეცნიერები ამუშავებენ მიკრობებს თერაპიისთვის, ქმნიან ახალ მიკრობული შტამებს და მიზნად ისახავს არსებული შტამების გაუმჯობესებას. ამ ინოვაციების მისაღწევად, მკვლევარები მუტაციას უკეთებენ და იცავენ სინთეზური ბიოლოგიის პრინციპებს. მიკრობის ახალი სახეობა სცილდება იმას, რაც ამჟამად არსებობს, როგორც პრობიოტიკური განსაზღვრება საკვების გამოყენებისთვის. ამის ნაცვლად, ფარმაცევტულმა ინდუსტრიამ შეიძლება მიიღო ისინი, როგორც "ფარმაბიოტიკები" ან "ცოცხალი ბიოთერაპიული პროდუქტები", ნათქვამია კვლევის მიხედვით, რომელიც გამოქვეყნდა Frontiers in Microbiology-ში.

ბევრი გენეტიკურად ინჟინერიით შექმნილი მიკრობი იქნა გამოკვლეული ვაქცინაციის ანტიგენის მიწოდებისთვის, მაგრამ რამდენიმემ მიაღწია ადამიანურ კლინიკურ კვლევებს. ინჟინერიული მიკრობების სხვა პოტენციური გამოყენება მოიცავს აუტოიმუნური დაავადებების, ანთების, კიბოს, ინფექციების და მეტაბოლური დარღვევების მკურნალობას. გენეტიკურად შემუშავებული მიკრობების სარგებლიანობის გამო, ბევრი ბიოტექნოლოგიური ფირმა იკვლევს მათ ჯანმრთელობის მიღმა და სხვადასხვა სექტორში, როგორიცაა სოფლის მეურნეობა და მასალების მეცნიერება.

დამრღვევი გავლენა

2021 წელს აშშ-ში დაფუძნებულმა ბიოტექნოლოგიის სტარტაპმა Zymergen-მა გამოაცხადა თავისი გეგმები დააჩქაროს ახალი პროდუქტის განვითარება ბიოპოლიმერებში და სხვა მასალებში ელექტრონიკისა და მომხმარებელთა მოვლის სექტორებისთვის. თანადამფუძნებლის ზაკ სერბერის თქმით, არსებობს მატერიალური მეცნიერების რენესანსი ბიოლოგიის საშუალებით ხელმისაწვდომი ქიმიკატების სიმრავლის გამო. Zymergen-ის განკარგულებაშია 75,000-ზე მეტი ბიომოლეკულა, მცირეა გადახურვა იმისა, რაც შეიძლება მოიძებნოს ბუნებაში და რისი შეძენაა საჭირო კომერციული წყაროებიდან.

Zymergen-ის თავდაპირველმა საჯარო შეთავაზებამ 2021 წელს მისცა მას 500 მილიონი აშშ დოლარის მოზიდვის საშუალება, რაც მის ღირებულებას შეადგენს დაახლოებით 3 მილიარდ აშშ დოლარს. კომპანია გეგმავს ახალი პროდუქტების გამოშვებას სინთეზური ბიოლოგიის მეშვეობით ხუთ წელიწადში ან ნაკლებში ტრადიციული ქიმიკატებისა და მასალების ღირებულების მეათედში. აშშ-ს ფასიანი ქაღალდებისა და ბირჟის კომისიაში (SEC) წარდგენის მიხედვით, პროდუქტის გამოშვების სავარაუდო ვადა დაახლოებით ხუთი წელია, 50 მილიონი აშშ დოლარი დაჯდება.

გენმოდიფიცირებული მიკრობების კვლევის კიდევ ერთი სფეროა ქიმიური სასუქების სივრცე. 2022 წელს მეცნიერებმა ჩაატარეს ექსპერიმენტები ამ დამაბინძურებლების გენეტიკური ინჟინერიის მიკრობებით ჩანაცვლებისთვის. მკვლევარებმა შეცვალეს ბაქტერიების მუტანტური შტამები ბრინჯის მცენარეების ფესვების კოლონიზაციისთვის და მათში აზოტის მუდმივი ნაკადის მიწოდებისთვის. მათ შეეძლოთ ამის გაკეთება ნარჩენების გარეშე ბაქტერიების მიერ წარმოქმნილი ამიაკის რაოდენობის მოდულირებით. 

გუნდი ვარაუდობს, რომ მომავალში მკვლევარებმა შეიძლება შექმნან ბაქტერიები სპეციალურად კულტურების მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. ეს განვითარება შეამცირებს აზოტის ჩამონადენს და ევტროფიკაციას, პროცესი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც ნიადაგიდან ქიმიური ნარჩენები ირეცხება წყლის ობიექტებში. 

მიკრობ-საინჟინრო სერვისების შედეგები

მიკრობული საინჟინრო სერვისების უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს: 

• ბიოფარმა ფირმები, რომლებიც თანამშრომლობენ ბიოტექნოლოგიურ კომპანიებთან წამლების შემუშავებისა და ტესტირების სწრაფი მიკვლევისთვის.
• ქიმიური ინდუსტრიის დაარსებული ფირმები, რომლებიც დივერსიფიკაციას უკეთებენ თავიანთ ოპერაციებს მიკრობ-ინჟინერიის სტარტაპების შექმნით ან ინვესტიციების გზით, რათა შექმნან მიკრობები, რომლებიც შექმნილია იშვიათი ქიმიური ნაერთების წარმოებისთვის.
• სტარტაპები, რომლებიც ფოკუსირებულია ბიოსამედიცინო მასალის განვითარებაზე, როგორიცაა ელექტრონიკის უფრო მტკიცე, მოქნილი, ბიოდეგრადირებადი კომპონენტები.
• გენების რედაქტირებისა და თანმიმდევრობის ტექნოლოგიის მიღწევები, რაც იწვევს გენეტიკურად ინჟინერიის კომპონენტების უფრო ფართო აპლიკაციებს, როგორიცაა ცოცხალი რობოტები, რომლებსაც შეუძლიათ თვითრემონტი.
• მეტი თანამშრომლობა კვლევით ინსტიტუტებსა და ბიოფარმას შორის ახალი პათოგენებისა და ვაქცინების აღმოსაჩენად.
• მრავალფეროვანი ორგანოიდები და სხეულის ჩიპში პროტოტიპები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა დაავადებებისა და გენეტიკური თერაპიის შესასწავლად.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• როგორ ფიქრობთ, სხვაგვარად როგორ შეცვლის მიკრობული ინჟინერია, როგორც სერვისი სამედიცინო კვლევას?
• რა არის გენური ინჟინერიის მასალების გამოყენების პოტენციური გამოწვევები?