Quantumrun

КРЕДИТ НА СЛИКА:

iStock

Побрза синтеза на гени: Синтетичката ДНК може да биде клучот за подобра здравствена заштита

Научниците брзо го следат производството на вештачки гени за брзо развивање лекови и справување со глобалните здравствени кризи.

автор:
име на авторот
Quantumrun Foresight
Јануари 16, 2023

Резиме на увид

Хемиската синтеза на ДНК и нејзиното составување во гени, кола, па дури и цели геноми ја револуционизираа молекуларната биологија. Овие техники овозможија дизајнирање, градење, тестирање, учење од грешките и повторување на циклусот додека не се постигне посакуваниот исход. Овој пристап е во срцето на иновациите во синтетичката биологија.

Побрз контекст на синтеза на гени

Синтезата го претвора дигиталниот генетски код во молекуларна ДНК, така што истражувачите можат да создадат и произведуваат големи количини на генетски материјал. Достапните податоци за ДНК се проширија благодарение на технологиите за секвенционирање на следната генерација (NGS). Овој развој доведе до зголемување на биолошките бази на податоци кои содржат ДНК секвенци од секој организам и животна средина. Истражувачите сега можат полесно да ги извлечат, анализираат и модифицираат овие секвенци поради поголемата ефикасност во софтверот за биоинформатика.

Колку повеќе биолошки информации имаат научниците од „дрвото на животот“ (мрежата на геноми), толку подобро разбираат како живите суштества се генетски поврзани. Секвенционирањето на следната генерација ни помогна подобро да ги разбереме болестите, микробиомот и генетската разновидност на организмите. Оваа низа бум овозможува и нови научни дисциплини, како што се метаболичко инженерство и синтетичка биологија, да растат. Пристапот до овие информации не само што ја подобрува тековната дијагностика и терапевтска техника, туку и го отвора патот за нови медицински откритија кои ќе имаат трајно влијание врз здравјето на луѓето.

Дополнително, синтетичката биологија има потенцијал да влијае на многу области, како што се создавање на нови лекови, материјали и производни процеси. Конкретно, синтезата на гените е една од ветувачките технологии кои помагаат многу брзо да се градат и менуваат генетските секвенци, што доведува до откритија на нови биолошки функции. На пример, биолозите често пренесуваат гени низ организмите за да ги тестираат генетските хипотези или да им дадат на примероците организми уникатни особини или способности.

Нарушувачко влијание

Хемиски синтетизираните кратки ДНК секвенци се од суштинско значење бидејќи се разноврсни. Тие можат да се користат во истражувачки лаборатории, болници и индустрија. На пример, тие беа искористени за да се идентификува вирусот СОВИД-19. Фосфорамидитите се неопходни градежни блокови во производството на ДНК секвенци, но тие се нестабилни и брзо се кршат.

Во 2021 година, научникот Александар Сандал разви нов патентиран начин за брзо и ефикасно производство на овие градежни блокови за производство на ДНК, значително забрзувајќи го процесот пред да се распаднат овие компоненти. ДНК секвенците се нарекуваат олигонуклеотиди, широко користени за идентификување на болести, производство на лекови и други медицински и биотехнолошки апликации.

Една од водечките биотехнолошки фирми специјализирани за производство на синтетичка ДНК е Twist Bioscience со седиште во САД. Компанијата ги поврзува олигонуклеотидите заедно за да создадат гени. Цената на олигото опаѓа, како и времето потребно за нивно производство. Почнувајќи од 2022 година, трошоците за развој на базни парови на ДНК се само девет центи.

Синтетичката ДНК на Twist може да се нарача преку Интернет и да се испрати во лабораторија за неколку дена, по што се користи за создавање на целни молекули, кои се градежни блокови за нови прехранбени производи, ѓубрива, индустриски производи и лекови. Ginkgo Bioworks, фирма за клеточно инженерство вредна 25 милијарди американски долари, е еден од главните клиенти на Twist. Во меѓувреме, во 2022 година, Твист лансираше две синтетички ДНК контроли за вирусот на човечка сипаница за да им помогне на истражувачите да развијат вакцини и третмани.

Импликации од побрза синтеза на гени

Пошироките импликации на побрзата генска синтеза може да вклучуваат:

Забрзаната идентификација на вируси кои предизвикуваат пандемии и епидемии, што доведува до понавремен развој на вакцините.
Повеќе биотехники и стартапи кои се фокусираат на технологии за синтеза на гени во партнерство со биофарма фирми.
Владите се тркаат да инвестираат во нивните соодветни лаборатории за синтетичка ДНК за да развијат лекови и индустриски материјали.
Цената на синтетичката ДНК станува помала, што доведува до демократизација на генетските истражувања. Овој тренд може да доведе и до повеќе биохакери кои сакаат да експериментираат на себе.
Зголемено генетско истражување што резултира со побрз развој во технологиите за уредување на гени и терапија, како што е CRISPR/Cas9.