Вирустарды клондау және синтездеу: болашақта пандемияның алдын алудың жылдам жолы

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Қыркүйек 29, 2022

Түсінікті қорытынды

Вирустық аурулар тез сәйкестендіру және вакцина жасау үшін вирусты клондаудағы жетістіктерге әкелді. Соңғы зерттеулер SARS-CoV-2 репликациясы үшін ашытқыларды пайдалану сияқты инновациялық әдістерді қамтығанымен, қауіпсіздік пен биологиялық соғысқа қатысты алаңдаушылықтар сақталуда. Бұл әзірлемелер сонымен қатар жекелендірілген медицина, ауыл шаруашылығы және білім беру салаларындағы жетістіктерге жетелейді, болашақты жақсырақ дайындалған денсаулық сақтау және биотехнология секторларымен қалыптастырады.

Вирустарды клондау және синтездеу контексті

Вирустық аурулар үнемі адам баласына қауіп төндіреді. Бұл жоғары патогенді инфекциялар тарих бойына көп қайғы-қасірет туғызды, көбінесе соғыстар мен басқа да әлемдік оқиғалардың нәтижесінде шешуші рөл атқарады. Аусыл, қызылша, АҚТҚ (адамның иммун тапшылығы вирусы), SARS-CoV (ауыр жіті респираторлық синдром коронавирусы), 1918 тұмау вирусы және т.б. сияқты вирустық індеттердің есептері осы аурулардың жойқын әсерін құжаттайды. Бұл вирустық ошақтар бүкіл әлем бойынша ғалымдарды вирустарды тез анықтау және тиімді вакциналар мен антидоттарды шығару үшін вирустарды клондауға және синтездеуге итермеледі. 

19 жылы COVID-2020 пандемиясы басталған кезде жаһандық зерттеушілер вирустың генетикалық құрамын зерттеу үшін клондау әдісін қолданды. Ғалымдар вирустық геномды репликациялау және оларды бактерияларға енгізу үшін ДНҚ фрагменттерін тігуі мүмкін. Дегенмен, бұл әдіс барлық вирустар, әсіресе коронавирустар үшін өте қолайлы емес. Коронавирустардың үлкен геномдары болғандықтан, бұл бактериялардың тиімді көбеюін қиындатады. Сонымен қатар, геномның бөліктері бактериялар үшін тұрақсыз немесе улы болуы мүмкін, бірақ себебі әлі толық түсінілмеген. 

Керісінше, вирустарды клондау және синтездеу биологиялық соғыс (BW) әрекеттерін алға жылжытуда. Биологиялық соғыс жауды өлтіруге, жұмыстан шығаруға немесе үрейге ұшыратуға арналған микроорганизмдерді немесе уларды шығарады, сонымен бірге аз мөлшерде ұлттық экономиканы жойып жібереді. Бұл микроорганизмдер жаппай қырып-жоятын қару ретінде жіктеледі, өйткені аз мөлшерде болса да көптеген адам шығыны болуы мүмкін. 

Деструктивті әсер

2020 жылы Швейцариядағы Берн университетінің ғалымдары COVID-19-ға қарсы вакцина немесе ем жасау жарысында ерекше құралға жүгінді: ашытқы. Басқа вирустардан айырмашылығы, SARS-CoV-2 зертханада адам жасушаларында өсірілмейді, бұл оны зерттеуді қиындатады. Бірақ команда ашытқы жасушаларының көмегімен вирусты клондау және синтездеудің жылдам және тиімді әдісін жасады.

Nature ғылыми журналында жарияланған мақалада сипатталған процесс ашытқы жасушаларында қысқа ДНҚ фрагменттерін тұтас хромосомаларға біріктіру үшін трансформациямен байланысты рекомбинацияны (TAR) пайдаланды. Бұл әдіс ғалымдарға вирус геномын тез және оңай көшіруге мүмкіндік берді. Әдіс ғалымдарға әлеуетті препараттарды вирусты блоктау қабілетіне тексеруге мүмкіндік беретін флуоресцентті репортер ақуызын кодтайтын вирус нұсқасын клондау үшін қолданылды.

Бұл жаңалық дәстүрлі клондау әдістеріне қарағанда көптеген артықшылықтарды ұсынса да, оның тәуекелдері де бар. Ашытқылардағы вирустарды клондау адамдарда ашытқы инфекцияларының таралуына әкелуі мүмкін және инженерлік вирустың зертханадан шығу қаупі бар. Соған қарамастан, ғалымдар клондау процесі вирустарды жылдам көшіру және тиімді емдеу әдістерін немесе вакциналарды жасау үшін қуатты құрал ұсынады деп санайды. Сонымен қатар, зерттеушілер басқа вирустарды, соның ішінде MERS (Таяу Шығыс респираторлық синдромы) және Зика вирустарын клондау үшін TAR енгізуді зерттеп жатыр.

Вирустарды клондау және синтездеу салдары

Вирустарды клондау мен синтездеудің кеңірек салдары мыналарды қамтуы мүмкін: 

• Жаңадан пайда болған вирустар бойынша зерттеулерді жалғастыру, үкіметтерге ықтимал эпидемияға немесе пандемияға дайындалуға мүмкіндік береді.
• Биофарма вирустық ауруларға қарсы препараттарды әзірлеуді және өндіруді жылдам қадағалайды.
• Биологиялық қаруды анықтау үшін вирусты клондауды қолданудың артуы. Дегенмен, кейбір ұйымдар жақсы химиялық және биологиялық уларды әзірлеу үшін дәл солай істей алады.
• Үкіметтерге оның мемлекеттік қаржыландыратын вирусологиялық зерттеулері және олардың зертханаларында жүргізілетін репликациясы, соның ішінде бұл вирустар қашан/қашпағаны туралы төтенше жағдайлар жоспарлары туралы ашық болуға қысым жасалуда.
• Вирустарды клондау бойынша зерттеулерге үлкен мемлекеттік және жеке инвестициялар. Бұл жобалар сектордағы жұмыспен қамтуды арттыруға әкелуі мүмкін.
• Дербестендірілген медицина саласындағы кеңейту, емдеу әдістерін жеке генетикалық профильдерге бейімдеу және вирустық терапияның тиімділігін арттыру.
• Химиялық пестицидтерге тәуелділікті азайтып, тұрақты ауыл шаруашылығын дамытуға мүмкіндік беретін ауылшаруашылық биобақылаудың дәл әдістерін әзірлеу.
• Оқу бағдарламаларына озық биотехнологияны енгізетін оқу орындары вирусология және генетика бойынша білікті жұмыс күшіне әкеледі.

Қарастырылатын сұрақтар

• Сіздің ойыңызша, вирустарды клондау вирустық ауруларды зерттеуді тағы қалай тездетеді?
• Зертханада вирустарды көбейтудің басқа ықтимал қауіптері қандай?