Тезирээк ген синтези: Синтетикалык ДНК саламаттыкты сактоонун ачкычы болушу мүмкүн

• Author:
• Жазуучу аты

  Quantumrun Foresight
• January 16, 2023

Кыскача түшүнүк

ДНКнын химиялык синтези жана анын гендерге, схемаларга жана ал тургай бүтүндөй геномдорго чогулушу молекулярдык биологияда төңкөрүш жасады. Бул ыкмалар долбоорлоого, курууга, сыноого, каталардан сабак алууга жана каалаган натыйжага жеткенге чейин циклди кайталоого мүмкүндүк берди. Бул ыкма синтетикалык биология инновациясынын өзөгүн түзөт. 

Тезирээк ген синтези контекст

Синтез санариптик генетикалык кодду молекулярдык ДНКга айлантат, ошондуктан изилдөөчүлөр көп сандагы генетикалык материалды түзүп, чыгара алышат. ДНКнын жеткиликтүү маалыматтары кийинки муундун секвенирлөө (NGS) технологияларынын аркасында кеңейди. Бул өнүгүү ар бир организмдин жана чөйрөнүн ДНК тизмегин камтыган биологиялык маалымат базаларынын көбөйүшүнө алып келди. Изилдөөчүлөр эми биоинформатика программалык камсыздоонун эффективдүүлүгүнөн улам бул тизмектерди оңой чыгарып, талдап жана өзгөртө алышат.

Окумуштуулар "өмүр дарагынан" (геномдор тармагы) канчалык көп биологиялык маалыматка ээ болушса, алар жандыктардын генетикалык жактан кандай байланышы бар экенин ошончолук жакшы түшүнүшөт. Кийинки муундун секвенциясы бизге ооруларды, микробиоманы жана организмдердин генетикалык ар түрдүүлүгүн жакшыраак түшүнүүгө жардам берди. Бул ырааттуу бум ошондой эле метаболизм инженериясы жана синтетикалык биология сыяктуу жаңы илимий дисциплиналардын өсүшүнө шарт түзөт. Бул маалыматка жетүү учурдагы диагностиканы жана терапияны жакшыртуу гана эмес, ошондой эле адамдын ден соолугуна туруктуу таасирин тийгизе турган жаңы медициналык жетишкендиктерге жол ачып жатат. 

Кошумчалай кетсек, синтетикалык биология жаңы дарыларды, материалдарды жана өндүрүш процесстерин түзүү сыяктуу көптөгөн тармактарга таасир этиши мүмкүн. Атап айтканда, ген синтези жаңы биологиялык функциялардын ачылышына алып келген генетикалык тизмектерди тез түзүүгө жана өзгөртүүгө жардам берген келечектүү технологиялардын бири болуп саналат. Мисалы, биологдор көбүнчө генетикалык гипотезаларды текшерүү же үлгү организмдерге уникалдуу сапаттарды же мүмкүнчүлүктөрдү берүү үчүн организмдер боюнча гендерди өткөрүп беришет.

Бузуучу таасир

Химиялык синтезделген кыска ДНК тизмектери абдан маанилүү, анткени алар ар тараптуу. Алар илимий лабораторияларда, ооруканаларда жана өнөр жайда колдонулушу мүмкүн. Мисалы, алар COVID-19 вирусун аныктоо үчүн колдонулган. Фосфорамидиттер ДНК ырааттуулугун өндүрүүдө керектүү курулуш материалы болуп саналат, бирок алар туруксуз жана тез бузулат.

2021-жылы окумуштуу Александр Сандал ДНК өндүрүшү үчүн бул курулуш блокторун тез жана эффективдүү өндүрүүнүн жаңы патенттелген жолун иштеп чыгып, бул компоненттер ыдыраганга чейин процессти кыйла тездетет. ДНК тизмеги ооруларды аныктоо, дары-дармектерди өндүрүү жана башка медициналык жана биотехнологиялык колдонмолор үчүн кеңири колдонулган олигонуклеотиддер деп аталат. 

Синтетикалык ДНК өндүрүшүнө адистешкен алдыңкы биотехнологиялык фирмалардын бири АКШда жайгашкан Twist Bioscience болуп саналат. Компания гендерди түзүү үчүн олигонуклеотиддерди бириктирет. Олиголордун баасы, аларды жасоого кеткен убакыт азайып баратат. 2022-жылга карата ДНК жуптарын иштеп чыгуунун баасы болгону тогуз центти түзөт. 

Twistтин синтетикалык ДНКсына онлайн заказ берип, бир нече күндөн кийин лабораторияга жөнөтсө болот, андан кийин ал жаңы тамак-аш азыктары, жер семирткичтер, өнөр жай продукциялары жана дарылар үчүн курулуш материалы болгон максаттуу молекулаларды түзүү үчүн колдонулат. Ginkgo Bioworks, 25 миллиард долларга бааланган клеткалык инженердик фирма, Twistтин негизги кардарларынын бири. Ошол эле учурда, 2022-жылы Twist изилдөөчүлөргө вакциналарды жана дарылоо ыкмаларын иштеп чыгууга жардам берүү үчүн адамдын маймылынын вирусу үчүн эки синтетикалык ДНК контролун ишке киргизди. 

Тезирээк ген синтезинин кесепеттери

Тезирээк ген синтезинин кененирээк кесепеттери төмөнкүлөрдү камтышы мүмкүн: 

• Пандемияларды жана эпидемияларды пайда кылуучу вирустарды тездетилген идентификациялоо вакциналарды өз убагында иштеп чыгууга алып келет.
• Биофарма фирмалары менен өнөктөштүктө ген синтези технологияларына басым жасаган биотехнологиялар жана стартаптар.
• Өкмөттөр дары-дармектерди жана өнөр жай материалдарын иштеп чыгуу үчүн өздөрүнүн синтетикалык ДНК лабораторияларына инвестиция салуу үчүн жарышууда.
• Синтетикалык ДНКнын баасы арзандап, генетикалык изилдөөлөрдү демократиялаштырууга алып келет. Бул тенденция ошондой эле өздөрүн эксперимент кылууну каалаган биохакерлердин көбөйүшүнө алып келиши мүмкүн.
• CRISPR/Cas9 сыяктуу генди оңдоо жана терапия технологияларын тезирээк өнүктүрүүгө алып келген генетикалык изилдөөлөрдүн көбөйүшү.

Карала турган суроолор

• Синтетикалык ДНКны массалык түрдө өндүрүүнүн дагы кандай артыкчылыктары бар?
• Бул сектор этикалык бойдон калуусу үчүн өкмөттөр аны кантип жөнгө салышы керек?