Vīrusu klonēšana un sintezēšana: ātrāks veids, kā novērst turpmākas pandēmijas

ATTĒLA KREDĪTS:
Attēls kredīts
iStock

Vīrusu klonēšana un sintezēšana: ātrāks veids, kā novērst turpmākas pandēmijas

Vīrusu klonēšana un sintezēšana: ātrāks veids, kā novērst turpmākas pandēmijas

Apakšvirsraksta teksts
Zinātnieki laboratorijā replikē vīrusu DNS, lai labāk saprastu, kā tie izplatās un kā tos var apturēt.
    • Autors:
    • Autors nosaukums
      Quantumrun Foresight
    • Septembris 29, 2022

    Ieskata kopsavilkums

    Vīrusu slimības ir izraisījušas vīrusu klonēšanas progresu, lai ātri identificētu un izstrādātu vakcīnas. Lai gan jaunākie pētījumi ietver novatoriskas metodes, piemēram, rauga izmantošanu SARS-CoV-2 replikācijai, joprojām pastāv bažas par drošību un bioloģisko karu. Šīs norises varētu arī veicināt progresu personalizētajā medicīnā, lauksaimniecībā un izglītībā, veidojot nākotni ar labāk sagatavotām veselības aprūpes un biotehnoloģijas nozarēm.

    Vīrusu klonēšanas un sintezēšanas konteksts

    Vīrusu slimības pastāvīgi ir apdraudējušas cilvēkus. Šīs ļoti patogēnās infekcijas vēstures gaitā ir radījušas daudz ciešanu, un tām bieži ir bijusi galvenā loma karu un citu pasaules notikumu iznākumos. Vīrusu uzliesmojumi, piemēram, bakas, masalas, HIV (cilvēka imūndeficīta vīruss), SARS-CoV (smags akūta respiratorā sindroma koronavīruss), 1918. gada gripas vīruss un citi, dokumentē šo slimību postošo ietekmi. Šie vīrusu uzliesmojumi ir likuši zinātniekiem visā pasaulē klonēt un sintezēt vīrusus, lai tos ātri identificētu un ražotu efektīvas vakcīnas un pretindes. 

    Kad 19. gadā izcēlās COVID-2020 pandēmija, globālie pētnieki izmantoja klonēšanu, lai pētītu vīrusa ģenētisko sastāvu. Zinātnieki var sašūt DNS fragmentus, lai replicētu vīrusa genomu un ievadītu tos baktērijās. Tomēr šī metode nav ideāla visiem vīrusiem, īpaši koronavīrusiem. Tā kā koronavīrusiem ir lieli genomi, baktērijām ir grūti efektīvi vairoties. Turklāt genoma daļas var būt nestabilas vai toksiskas baktērijām, lai gan iemesls vēl nav pilnībā izprasts. 

    Turpretim vīrusu klonēšana un sintezēšana veicina bioloģiskā kara (BW) centienus. Bioloģiskā kara darbība izdala mikroorganismus vai indes, kuru mērķis ir nogalināt, atspējot vai nobiedēt ienaidnieku, vienlaikus mazās devās arī postot valstu ekonomiku. Šie mikroorganismi tiek klasificēti kā masu iznīcināšanas ieroči, jo pat nelieli daudzumi var radīt daudz upuru. 

    Traucējoša ietekme

    2020. gadā, sacenšoties par vakcīnas vai ārstēšanas izstrādi pret COVID-19, zinātnieki no Šveices Bernes universitātes pievērsās neparastam instrumentam: raugam. Atšķirībā no citiem vīrusiem, SARS-CoV-2 nevar audzēt cilvēka šūnās laboratorijā, tāpēc to ir grūti pētīt. Taču komanda izstrādāja ātru un efektīvu vīrusu klonēšanas un sintezēšanas metodi, izmantojot rauga šūnas.

    Process, kas aprakstīts zinātniskajā žurnālā Nature publicētajā rakstā, izmantoja ar transformāciju saistītu rekombināciju (TAR), lai sapludinātu īsus DNS fragmentus veselās hromosomās rauga šūnās. Šis paņēmiens ļāva zinātniekiem ātri un viegli replicēt vīrusa genomu. Šī metode ir izmantota, lai klonētu vīrusa versiju, kas kodē fluorescējošu reportiera proteīnu, ļaujot zinātniekiem pārbaudīt potenciālās zāles, lai noteiktu to spēju bloķēt vīrusu.

    Lai gan šis atklājums piedāvā daudzas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām klonēšanas metodēm, tam ir arī riski. Vīrusu klonēšana raugā var izraisīt rauga infekciju izplatīšanos cilvēkiem, un pastāv risks, ka mākslīgi radīts vīruss var izkļūt no laboratorijas. Tomēr zinātnieki uzskata, ka klonēšanas process ir spēcīgs līdzeklis vīrusu ātrai replikācijai un efektīvas ārstēšanas vai vakcīnu izstrādei. Turklāt pētnieki pēta TAR ieviešanu, lai klonētu citus vīrusus, tostarp MERS (Tuvo Austrumu elpošanas sindromu) un Zika.

    Vīrusu klonēšanas un sintezēšanas sekas

    Plašākas vīrusu klonēšanas un sintezēšanas sekas var ietvert: 

    • Turpināt jaunu vīrusu izpēti, ļaujot valdībām sagatavoties iespējamām epidēmijām vai pandēmijām.
    • Biopharma ātra zāļu izstrāde un ražošana pret vīrusu slimībām.
    • Pieaugošā vīrusu klonēšanas izmantošana bioloģisko ieroču identificēšanai. Tomēr dažas organizācijas varētu darīt to pašu, lai izstrādātu labākas ķīmiskās un bioloģiskās indes.
    • Valdībām arvien vairāk tiek izdarīts spiediens, lai tās būtu pārredzamas attiecībā uz tās publiski finansētajiem virusoloģijas pētījumiem un replikāciju, kas tiek veikta savās laboratorijās, tostarp ārkārtas rīcības plāniem, kad/ja šie vīrusi izplūst.
    • Lielākas valsts un privātās investīcijas vīrusu klonēšanas izpētē. Šie projekti var veicināt nodarbinātības pieaugumu nozarē.
    • Paplašināšanās personalizētās medicīnas jomā, ārstēšanas pielāgošana individuāliem ģenētiskajiem profiliem un vīrusu terapijas efektivitātes palielināšana.
    • Precīzāku lauksaimniecības biokontroles metožu izstrāde, potenciāli samazinot atkarību no ķīmiskajiem pesticīdiem un veicinot ilgtspējīgu lauksaimniecību.
    • Izglītības iestādes, kas iekļauj progresīvās biotehnoloģijas mācību programmās, tādējādi radot kvalificētāku darbaspēku virusoloģijā un ģenētikā.

    Jautājumi, kas jāapsver

    • Kā citādi, jūsuprāt, vīrusu klonēšana var paātrināt vīrusu slimību pētījumus?
    • Kādas ir citas iespējamās vīrusu pavairošanas briesmas laboratorijā?

    Ieskata atsauces

    Šim ieskatam tika izmantotas šādas populāras un institucionālas saites: