Perkhidmatan kejuruteraan mikrob: Syarikat kini boleh membeli organisma sintetik

• Pengarang
• Nama pengarang

  Quantumrun Foresight
• Disember 21, 2022

Ringkasan cerapan

Biologi sintetik berurusan dengan mencipta organ pengganti dan jenis organisma yang unik. Inovasi ini telah membawa kepada firma bioteknologi dan syarikat baru yang menawarkan penemuan mikrob baharu sebagai perkhidmatan, khususnya untuk pembangunan ubat dan penyelidikan penyakit. Implikasi jangka panjang lain perkhidmatan ini boleh termasuk komponen biodegradasi untuk elektronik dan organoid yang lebih pelbagai untuk ujian dadah.

Konteks perkhidmatan kejuruteraan mikrob

Ahli biologi telah menemui bahawa sesetengah mikrob bukan sahaja organisma yang berpotensi membawa maut tetapi juga bermanfaat kepada kesihatan manusia. "Probiotik" ini—mikroorganisma hidup yang meningkatkan kesihatan kita apabila dimakan dengan secukupnya—terutamanya adalah spesies bakteria asid laktik yang sudah ada dalam makanan tertentu. Terima kasih kepada teknologi penjujukan DNA generasi akan datang, kami sedang mempelajari lebih lanjut tentang mikrob yang memanggil kami pulang—dan betapa pentingnya mikrob tersebut kepada kesihatan kita.

Para saintis adalah mikrob kejuruteraan untuk terapi, mencipta strain mikrob baharu dan menyasarkan penambahbaikan strain sedia ada. Untuk mencapai inovasi ini, penyelidik mengubah dan mengikut prinsip biologi sintetik. Spesies mikrob baharu akan melebihi apa yang wujud pada masa ini sebagai definisi probiotik untuk aplikasi makanan. Sebaliknya, industri farmaseutikal boleh mengguna pakainya sebagai "farmabiotik" atau "produk bioterapeutik hidup," menurut penyelidikan yang diterbitkan dalam Frontiers in Microbiology.

Banyak mikrob kejuruteraan genetik telah diterokai untuk penghantaran antigen vaksinasi, tetapi hanya sedikit yang mencapai ujian klinikal manusia. Kegunaan lain yang berpotensi untuk mikrob kejuruteraan termasuk merawat penyakit autoimun, keradangan, kanser, jangkitan dan gangguan metabolik. Oleh kerana kegunaan mikrob kejuruteraan genetik, banyak firma bioteknologi meneroka mereka di luar kesihatan dan ke dalam pelbagai sektor, seperti pertanian dan sains bahan.

Kesan yang mengganggu

Pada 2021, syarikat permulaan bioteknologi yang berpangkalan di AS Zymergen mengumumkan rancangannya untuk mempercepatkan pembangunan produk baharu dalam biopolimer dan bahan lain untuk sektor elektronik dan penjagaan pengguna. Menurut pengasas bersama Zach Serber, terdapat kebangkitan sains material kerana banyaknya bahan kimia yang terdapat melalui biologi. Dengan lebih 75,000 biomolekul di pelupusan Zymergen, terdapat sedikit pertindihan antara apa yang boleh ditemui di alam semula jadi dan apa yang perlu dibeli daripada sumber komersial.

Tawaran awam permulaan Zymergen pada 2021 membolehkannya mengumpul USD $500 juta, meletakkan nilainya pada kira-kira USD $3 bilion. Syarikat itu merancang untuk melancarkan produk baharu melalui biologi sintetik dalam tempoh lima tahun atau kurang pada sepersepuluh daripada kos bahan kimia dan bahan tradisional. Menurut pemfailannya dengan Suruhanjaya Sekuriti dan Bursa AS (SEC), anggaran garis masa untuk melancarkan produk adalah kira-kira lima tahun, menelan belanja USD $50 juta.

Satu lagi bidang penyelidikan untuk mikrob kejuruteraan genetik adalah dalam ruang baja kimia. Pada 2022, saintis menjalankan eksperimen untuk menggantikan bahan pencemar ini dengan mikrob kejuruteraan genetik. Para penyelidik mengubah suai strain bakteria mutan untuk menjajah akar pokok padi dan menyampaikan aliran nitrogen yang mantap kepada mereka. Mereka boleh melakukannya tanpa pembaziran dengan memodulasi jumlah ammonia bakteria yang dihasilkan. 

Pasukan itu mencadangkan bahawa, pada masa hadapan, penyelidik mungkin mencipta bakteria khusus untuk memenuhi keperluan tanaman. Perkembangan ini akan mengurangkan larian nitrogen dan eutrofikasi, satu proses yang berlaku apabila sisa kimia dari tanah dihanyutkan ke dalam badan air. 

Implikasi perkhidmatan kejuruteraan mikrob

Implikasi yang lebih luas daripada perkhidmatan kejuruteraan mikrob mungkin termasuk: 

• Firma Biopharma bekerjasama dengan syarikat bioteknologi untuk mempercepatkan pembangunan dan ujian ubat.
• Firma industri bahan kimia yang ditubuhkan mempelbagaikan operasi mereka dengan mencipta atau melabur dalam permulaan kejuruteraan mikrob untuk mencipta mikrob yang direka bentuk untuk menghasilkan sebatian kimia yang jarang berlaku.
• Pemula yang memfokuskan pada pembangunan bahan bioperubatan, seperti komponen yang lebih kukuh, lebih fleksibel, terbiodegradasi untuk elektronik.
• Kemajuan dalam teknologi penyuntingan dan penjujukan gen menghasilkan aplikasi komponen kejuruteraan genetik yang lebih meluas, seperti robot hidup yang boleh membaiki sendiri.
• Lebih banyak kerjasama antara institusi penyelidikan dan biopharma untuk menemui patogen dan vaksin baharu.
• Pelbagai organoid dan prototaip badan-dalam-cip yang boleh digunakan untuk mengkaji penyakit dan terapi genetik yang berbeza.

Soalan yang perlu dipertimbangkan

• Bagaimana lagi pada pendapat anda kejuruteraan mikrob sebagai perkhidmatan akan mengubah penyelidikan perubatan?
• Apakah potensi cabaran menggunakan bahan kejuruteraan genetik?