Mikrobu inženierijas pakalpojums: uzņēmumi tagad var iegādāties sintētiskos organismus

• Autors:
• Autors nosaukums

  Quantumrun Foresight
• Decembris 21, 2022

Ieskata kopsavilkums

Sintētiskā bioloģija nodarbojas ar aizstājējorgānu un unikālu organismu veidu izveidi. Šī inovācija ir novedusi pie biotehnoloģiju firmām un jaunizveidotiem uzņēmumiem, kas piedāvā jaunu mikrobu atklāšanu kā pakalpojumu, jo īpaši zāļu izstrādei un slimību izpētei. Citas šī pakalpojuma ilgtermiņa sekas varētu ietvert bioloģiski noārdāmus komponentus elektronikai un daudzveidīgākus organoīdus narkotiku testēšanai.

Mikrobu inženierijas pakalpojumu konteksts

Biologi ir atklājuši, ka daži mikrobi ir ne tikai potenciāli letāli organismi, bet arī labvēlīgi cilvēku veselībai. Šīs "probiotikas" — dzīvi mikroorganismi, kas uzlabo mūsu veselību, ja tos pietiekami patērē, galvenokārt ir pienskābes baktēriju sugas, kas jau atrodas noteiktos pārtikas produktos. Pateicoties nākamās paaudzes DNS sekvencēšanas tehnoloģijai, mēs uzzinām vairāk par mikrobiem, kas mūs sauc par mājām, un to, cik svarīgi tie ir mūsu veselībai.

Zinātnieki izstrādā mikrobus terapijai, radot jaunus mikrobu celmus un mērķējot uz esošo celmu uzlabojumiem. Lai sasniegtu šos jauninājumus, pētnieki mutē un ievēro sintētiskās bioloģijas principus. Jaunās mikrobu sugas pārsniegs to, kas pašlaik pastāv kā probiotikas definīcija lietošanai pārtikā. Tā vietā farmācijas rūpniecība tos var pieņemt kā "farmabiotikas" vai "dzīvus bioterapijas produktus", liecina pētījumi, kas publicēti žurnālā Frontiers in Microbiology.

Daudzi ģenētiski modificēti mikrobi ir izpētīti vakcinācijas antigēna piegādei, taču daži no tiem ir sasnieguši klīniskos pētījumus ar cilvēkiem. Citi iespējamie inženierijas mikrobu izmantošanas veidi ir autoimūnu slimību, iekaisuma, vēža, infekciju un vielmaiņas traucējumu ārstēšana. Ģenētiski modificēto mikrobu lietderības dēļ daudzi biotehnoloģiju uzņēmumi tos pēta ne tikai veselības jomā, bet arī dažādās nozarēs, piemēram, lauksaimniecībā un materiālu zinātnēs.

Traucējoša ietekme

2021. gadā ASV bāzētais biotehnoloģiju jaunuzņēmums Zymergen paziņoja par saviem plāniem paātrināt jaunu produktu izstrādi biopolimēru un citu materiālu jomā elektronikas un patērētāju aprūpes nozarē. Pēc līdzdibinātāja Zaka Serbera teiktā, bioloģijas ceļā pieejamo ķīmisko vielu pārpilnības dēļ notiek materiālzinātnes renesanse. Tā kā Zymergen rīcībā ir vairāk nekā 75,000 XNUMX biomolekulu, dabā atrodamā un no komerciāliem avotiem jāiegādājas pārklāšanās ir neliela.

Zymergen sākotnējais publiskais piedāvājums 2021. gadā ļāva piesaistīt USD 500 miljonus, tā vērtība sasniedzot aptuveni USD 3 miljardus. Uzņēmums plāno ieviest jaunus produktus, izmantojot sintētisko bioloģiju, piecu gadu laikā vai mazāk par desmito daļu no tradicionālo ķīmisko vielu un materiālu izmaksām. Saskaņā ar pieteikumu ASV Vērtspapīru un biržu komisijā (SEC), paredzamais produkta ieviešanas termiņš ir aptuveni pieci gadi, un tas maksā 50 miljonus USD.

Vēl viena ģenētiski modificētu mikrobu izpētes joma ir ķīmiskā mēslojuma telpa. 2022. gadā zinātnieki veica eksperimentus, lai aizstātu šos piesārņotājus ar ģenētiski modificētiem mikrobiem. Pētnieki modificēja mutantu baktēriju celmus, lai kolonizētu rīsu augu saknes un piegādātu tām vienmērīgu slāpekļa plūsmu. Viņi to varētu izdarīt bez atkritumiem, modulējot baktēriju radītā amonjaka daudzumu. 

Komanda ierosina, ka nākotnē pētnieki var radīt baktērijas, lai apmierinātu kultūraugu vajadzības. Šāda attīstība samazinātu slāpekļa noteci un eitrofikāciju — procesu, kas notiek, kad ķīmiskie atkritumi no augsnes nokļūst ūdenstilpēs. 

Mikrobu inženierijas pakalpojumu ietekme

Plašāka mikrobu inženierijas pakalpojumu ietekme var ietvert: 

• Biopharma firmas, kas sadarbojas ar biotehnoloģiju uzņēmumiem, lai paātrinātu zāļu izstrādi un testēšanu.
• Izveidoti ķīmiskās rūpniecības uzņēmumi dažādo savu darbību, izveidojot mikrobu inženierijas jaunuzņēmumus vai ieguldot tajos, lai radītu mikrobus, kas izstrādāti retu ķīmisku savienojumu ražošanai.
• Jaunuzņēmumi, kas koncentrējas uz biomedicīnas materiālu izstrādi, piemēram, izturīgākiem, elastīgākiem, bioloģiski noārdāmiem elektronikas komponentiem.
• Sasniegumi gēnu rediģēšanas un sekvencēšanas tehnoloģijā, kas rada plašāku ģenētiski modificētu komponentu pielietojumu, piemēram, dzīvos robotus, kas var sevi labot.
• Plašāka sadarbība starp pētniecības iestādēm un biofarmu, lai atklātu jaunus patogēnus un vakcīnas.
• Dažādi organoīdi un korpuss mikroshēmā prototipi, ko var izmantot dažādu slimību un ģenētisko terapiju pētīšanai.

Jautājumi, kas jāapsver

• Kā citādi, jūsuprāt, mikrobu inženierija kā pakalpojums mainīs medicīnisko izpēti?
• Kādas ir iespējamās problēmas, izmantojot ģenētiski modificētus materiālus?