Mengklon dan mensintesis virus: Cara yang lebih pantas untuk mencegah wabak masa hadapan

• Pengarang
• Nama pengarang

  Quantumrun Foresight
• September 29, 2022

Ringkasan cerapan

Penyakit virus telah membawa kepada kemajuan dalam pengklonan virus untuk pengenalan pantas dan pembangunan vaksin. Walaupun penyelidikan baru-baru ini termasuk kaedah inovatif seperti menggunakan yis untuk replikasi SARS-CoV-2, kebimbangan terhadap keselamatan dan peperangan biologi berterusan. Perkembangan ini juga boleh memacu kemajuan dalam perubatan peribadi, pertanian dan pendidikan, membentuk masa depan dengan sektor penjagaan kesihatan dan bioteknologi yang lebih bersedia.

Mengklon dan mensintesis konteks virus

Penyakit virus secara konsisten menimbulkan ancaman kepada manusia. Jangkitan yang sangat patogenik ini telah menyebabkan banyak penderitaan sepanjang sejarah, sering memainkan peranan penting dalam hasil peperangan dan peristiwa dunia yang lain. Akaun wabak virus, seperti cacar, campak, HIV (virus kekurangan daya tahan manusia), SARS-CoV (coronavirus sindrom pernafasan akut teruk), virus influenza 1918 dan lain-lain, mendokumenkan kesan buruk penyakit ini. Wabak virus ini telah menyebabkan saintis di seluruh dunia mengklon dan mensintesis virus untuk mengenal pastinya dengan cepat dan menghasilkan vaksin dan penawar yang berkesan. 

Apabila wabak COVID-19 meletus pada tahun 2020, penyelidik global menggunakan pengklonan untuk mengkaji komposisi genetik virus itu. Para saintis mungkin menjahit serpihan DNA untuk mereplikasi genom virus dan memperkenalkannya ke dalam bakteria. Walau bagaimanapun, kaedah ini tidak sesuai untuk semua virus—terutamanya coronavirus. Oleh kerana coronavirus mempunyai genom yang besar, ini menyukarkan bakteria untuk mereplikasi dengan berkesan. Di samping itu, bahagian genom boleh menjadi tidak stabil atau toksik kepada bakteria-walaupun sebabnya belum difahami sepenuhnya. 

Sebaliknya, pengklonan dan mensintesis virus sedang memajukan usaha peperangan biologi (BW). Peperangan biologi membebaskan mikroorganisma atau racun yang berniat untuk membunuh, melumpuhkan, atau menakutkan musuh sementara turut memusnahkan ekonomi negara dalam dos yang kecil. Mikroorganisma ini dikelaskan sebagai senjata pemusnah besar-besaran kerana walaupun kuantiti yang kecil mungkin menyebabkan banyak korban. 

Kesan yang mengganggu

Pada tahun 2020, dalam perlumbaan untuk membangunkan vaksin atau rawatan untuk COVID-19, saintis dari Universiti Bern yang berpangkalan di Switzerland beralih kepada alat yang luar biasa: yis. Tidak seperti virus lain, SARS-CoV-2 tidak boleh ditanam dalam sel manusia di makmal, menjadikannya mencabar untuk belajar. Tetapi pasukan itu membangunkan kaedah pengklonan dan mensintesis virus yang pantas dan cekap menggunakan sel yis.

Proses itu, yang diterangkan dalam makalah yang diterbitkan dalam jurnal sains Nature, menggunakan penggabungan semula berkaitan transformasi (TAR) untuk menggabungkan serpihan DNA pendek ke seluruh kromosom dalam sel yis. Teknik ini membolehkan saintis dengan cepat dan mudah mereplikasi genom virus. Kaedah itu telah digunakan untuk mengklon versi virus yang mengekod protein wartawan pendarfluor, membolehkan saintis menyaring ubat yang berpotensi untuk keupayaan mereka untuk menyekat virus.

Walaupun penemuan ini menawarkan banyak kelebihan berbanding kaedah pengklonan tradisional, ia juga mempunyai risiko. Virus pengklonan dalam yis boleh membawa kepada penyebaran jangkitan yis pada manusia, dan terdapat risiko bahawa virus kejuruteraan boleh melarikan diri dari makmal. Namun begitu, saintis percaya proses pengklonan menawarkan alat yang berkuasa untuk mereplikasi virus dengan cepat dan membangunkan rawatan atau vaksin yang berkesan. Selain itu, penyelidik sedang menyiasat pelaksanaan TAR untuk mengklon virus lain, termasuk MERS (Sindrom Pernafasan Timur Tengah) dan Zika.

Implikasi pengklonan dan mensintesis virus

Implikasi yang lebih luas daripada pengklonan dan mensintesis virus mungkin termasuk: 

• Meneruskan penyelidikan tentang virus baru muncul, membolehkan kerajaan bersedia menghadapi kemungkinan wabak atau wabak.
• Biopharma menjejak pantas pembangunan dan pengeluaran ubat terhadap penyakit virus.
• Peningkatan penggunaan pengklonan virus untuk mengenal pasti senjata biologi. Walau bagaimanapun, sesetengah organisasi mungkin melakukan perkara yang sama untuk membangunkan racun kimia dan biologi yang lebih baik.
• Kerajaan semakin tertekan untuk bersikap telus mengenai kajian virologi yang dibiayai secara terbuka dan replikasi yang dilakukan di makmal mereka, termasuk rancangan kontingensi apabila/jika virus ini melarikan diri.
• Pelaburan awam dan swasta yang lebih besar dalam penyelidikan pengklonan virus. Projek-projek ini boleh membawa kepada peningkatan guna tenaga dalam sektor ini.
• Pengembangan dalam bidang perubatan peribadi, menyesuaikan rawatan kepada profil genetik individu dan meningkatkan keberkesanan terapi virus.
• Pembangunan kaedah biokawalan pertanian yang lebih tepat, berpotensi mengurangkan pergantungan pada racun perosak kimia dan memupuk pertanian mampan.
• Institusi pendidikan yang menggabungkan bioteknologi termaju ke dalam kurikulum, membawa kepada tenaga kerja yang lebih mahir dalam virologi dan genetik.

Soalan yang perlu dipertimbangkan

• Bagaimana lagi pada pendapat anda virus pengklonan boleh mempercepatkan kajian tentang penyakit virus?
• Apakah bahaya lain yang mungkin membiak virus dalam makmal?