Quantumrun

КРЕДИТ НА СЛИКА:

iStock

Молекули на барање: Каталог на лесно достапни молекули

Фирмите за природни науки користат синтетичка биологија и напредок во генетскиот инженеринг за да создадат каква било молекула по потреба.

автор:
име на авторот
Quantumrun Foresight
Декември 22, 2022

Резиме на увид

Синтетичката биологија е нова животна наука која ги применува инженерските принципи во биологијата за да создаде нови делови и системи. Во откривањето на лекови, синтетичката биологија има потенцијал да го револуционизира медицинскиот третман со создавање на молекули на барање. Долгорочните импликации на овие молекули би можеле да вклучуваат користење на вештачка интелигенција за брзо следење на процесот на создавање и биофарма компании кои силно инвестираат на овој пазар во развој.

Контекст на молекули на барање

Метаболичкото инженерство им овозможува на научниците да користат инженерски клетки за да создадат нови и одржливи молекули, како што се обновливите биогорива или лекови кои спречуваат рак. Со многуте можности што ги нуди метаболичкото инженерство, се сметаше за една од „Топ десетте технологии во развој“ од страна на Светскиот економски форум во 2016 година. Покрај тоа, индустријализираната биологија се очекува да помогне во развојот на обновливи биопроизводи и материјали, да ги подобри земјоделските култури и да овозможи нови биомедицински апликации.

Примарната цел на биологијата создадена од синтетичка или лабораторија е да ги користи инженерските принципи за подобрување на генетскиот и метаболичкиот инженеринг. Синтетичката биологија, исто така, вклучува неметаболички задачи, како што се генетските модификации кои ги елиминираат комарците кои носат маларија или инженерските микробиоми кои потенцијално би можеле да ги заменат хемиските ѓубрива. Оваа дисциплина рапидно расте, поддржана од напредокот во фенотипизацијата со висок процент (процес на проценка на генетскиот состав или особини), забрзување на способностите за секвенционирање и синтеза на ДНК и генетско уредување овозможено CRISPR.

Како што напредуваат овие технологии, така се зголемуваат и способностите на истражувачите да создаваат молекули и микроби по барање за сите видови истражувања. Особено, машинското учење (ML) е ефективна алатка која може брзо да го следи создавањето на синтетички молекули со предвидување како ќе се однесува биолошкиот систем. Со разбирање на обрасците во експерименталните податоци, ML може да обезбеди предвидувања без потреба од интензивно разбирање за тоа како функционира.

Нарушувачко влијание

Молекулите на барање покажуваат најголем потенцијал во откривањето лекови. Цел на лекот е молекула базирана на протеини која игра улога во предизвикување симптоми на болеста. Лековите делуваат на овие молекули за да ги променат или запрат функциите што доведуваат до симптоми на болеста. За да пронајдат потенцијални лекови, научниците често го користат обратниот метод, кој ја проучува познатата реакција за да утврди кои молекули се вклучени во таа функција. Оваа техника се нарекува целна деконволуција. Потребни се сложени хемиски и микробиолошки студии за точно да се одреди која молекула ја извршува саканата функција.

Синтетичката биологија во откривањето лекови им овозможува на научниците да дизајнираат нови алатки за да ги истражат механизмите на болеста на молекуларно ниво. Еден начин да се направи ова е преку дизајнирање синтетички кола, кои се живи системи кои можат да обезбедат увид во кои процеси се одвиваат на клеточно ниво. Овие синтетички биолошки пристапи за откривање лекови, познати како рударство на геном, ја револуционизираа медицината.

Пример за компанија која обезбедува молекули на барање е француската GreenPharma. Според сајтот на компанијата, Гринфарма создава хемикалии за фармацевтската, козметичката, земјоделската и фината хемиска индустрија по прифатлива цена. Тие произведуваат сопствени молекули за синтеза на нивоа од грам до милиграми. Фирмата му обезбедува на секој клиент назначен проект менаџер (д-р) и редовни интервали за известување. Друга фирма за животни науки која ја нуди оваа услуга е OTAVAChemicals со седиште во Канада, која има колекција од 12 милијарди достапни молекули на барање базирани на триесет илјади градежни блокови и 44 внатрешни реакции.

Импликации на молекули на барање

Пошироките импликации на молекулите на барање може да вклучуваат:

Фирма за животни науки инвестира во вештачка интелигенција и ML за да открие нови молекули и хемиски компоненти кои ќе ги додадат во нивните бази на податоци.
Повеќе компании имаат полесен пристап до молекулите потребни за понатамошно истражување и развој на производи и алатки.
Некои научници бараат регулативи или стандарди за да се осигураат дека фирмите не користат некои молекули за нелегално истражување и развој.
Биофарма фирмите силно инвестираат во нивните истражувачки лаборатории за да овозможат инженерство на барање и микроби како услуга за други биотехнолошки фирми и истражувачки организации.
Синтетичка биологија овозможува развој на живи роботи и наночестички кои можат да вршат операции и да испорачуваат генетски терапии.
Зголемено потпирање на виртуелни пазари за хемиски набавки, овозможувајќи им на бизнисите брзо да набавуваат и да добиваат специфични молекули, да ја подобрат нивната оперативна ефикасност и да го намалуваат времето до пазар за нови производи.
Владите донесуваат политики за управување со етичките импликации и безбедносните грижи на синтетичката биологија, особено во контекст на развој на живи роботи и наночестички за медицински апликации.
Образовните институции ги ревидираат наставните програми за да вклучат понапредни теми од синтетичката биологија и молекуларните науки, подготвувајќи ја следната генерација научници за новите предизвици и можности во овие области.