Sinteżi tal-ġeni aktar mgħaġġla: Id-DNA sintetiku jista 'jkun iċ-ċavetta għal kura tas-saħħa aħjar

KREDITU TAL-IMMAĠNI:
Immaġni kreditu
iStock

Sinteżi tal-ġeni aktar mgħaġġla: Id-DNA sintetiku jista 'jkun iċ-ċavetta għal kura tas-saħħa aħjar

Sinteżi tal-ġeni aktar mgħaġġla: Id-DNA sintetiku jista 'jkun iċ-ċavetta għal kura tas-saħħa aħjar

Test tas-subintestatura
Ix-xjentisti qed imexxu malajr il-produzzjoni tal-ġeni artifiċjali biex jiżviluppaw malajr id-drogi u jindirizzaw il-kriżijiet tas-saħħa globali.
    • awtur:
    • isem awtur
      Quantumrun Foresight
    • Jannar 16, 2023

    Sommarju tal-għarfien

    Is-sinteżi kimika tad-DNA u l-assemblaġġ tagħha f'ġeni, ċirkwiti, u anke ġenomi sħaħ irrevoluzzjonaw il-bijoloġija molekulari. Dawn it-tekniki għamluha possibbli li tiddisinja, tibni, tittestja, titgħallem mill-iżbalji, u tirrepeti ċ-ċiklu sakemm jinkiseb ir-riżultat mixtieq. Dan l-approċċ huwa fil-qalba tal-innovazzjoni tal-bijoloġija sintetika. 

    Kuntest tas-sinteżi tal-ġeni aktar mgħaġġla

    Is-sintesi ddawwar il-kodiċi ġenetiku diġitali f’DNA molekulari sabiex ir-riċerkaturi jkunu jistgħu joħolqu u jipproduċu kwantitajiet kbar ta’ materjal ġenetiku. Id-dejta tad-DNA disponibbli espandiet bis-saħħa tat-teknoloġiji tas-sekwenzjar tal-ġenerazzjoni li jmiss (NGS). Dan l-iżvilupp wassal għal żieda fid-databases bijoloġiċi li fihom sekwenzi tad-DNA minn kull organiżmu u ambjent. Ir-riċerkaturi issa jistgħu estratt, janalizzaw, u jimmodifikaw dawn is-sekwenzi aktar faċilment minħabba l-effiċjenza akbar fis-softwer tal-bijoinformatika.

    Iktar ma x-xjenzati jkollhom informazzjoni bijoloġika mis-"siġra tal-ħajja" (in-netwerk tal-ġenomi), aħjar jifhmu kif l-affarijiet ħajjin huma relatati ġenetikament. Is-sekwenzjar tal-ġenerazzjoni li jmiss għenna nifhmu aħjar il-mard, il-mikrobijoma, u d-diversità ġenetika tal-organiżmi. Din l-isplużjoni tas-sekwenza tippermetti wkoll li jikbru dixxiplini xjentifiċi ġodda, bħall-inġinerija metabolika u l-bijoloġija sintetika. L-aċċess għal din l-informazzjoni mhux biss qed itejjeb id-dijanjostika u t-terapewtika attwali iżda qed iwitti wkoll it-triq għal skoperti mediċi ġodda li se jkollhom impatt dejjiemi fuq is-saħħa tal-bniedem. 

    Barra minn hekk, il-bijoloġija sintetika għandha l-potenzjal li tħalli impatt fuq bosta oqsma, bħall-ħolqien ta’ mediċini, materjali u proċessi ta’ manifattura ġodda. B'mod partikolari, is-sinteżi tal-ġeni hija waħda mit-teknoloġiji promettenti li jgħinu fil-bini u l-bidla ta 'sekwenzi ġenetiċi malajr ħafna, li jwasslu għal skoperti ta' funzjonijiet bijoloġiċi ġodda. Pereżempju, il-bijoloġisti ħafna drabi jittrasferixxu ġeni bejn organiżmi biex jittestjaw ipoteżi ġenetiċi jew jagħtu lill-organiżmi tal-kampjun karatteristiċi jew kapaċitajiet uniċi.

    Impatt li jfixkel

    Sekwenzi qosra tad-DNA sintetizzati kimikament huma essenzjali minħabba li huma versatili. Jistgħu jintużaw fil-laboratorji ta 'riċerka, sptarijiet, u l-industrija. Pereżempju, ġew utilizzati biex jidentifikaw il-virus COVID-19. Il-fosforamiditi huma elementi meħtieġa fil-produzzjoni tas-sekwenzi tad-DNA, iżda huma instabbli u jinkisru malajr.

    Fl-2021, ix-xjenzat Alexander Sandahl żviluppa mod ġdid bi privattiva biex jimmanifattura malajr u b'mod effiċjenti dawn il-blokki tal-bini għall-produzzjoni tad-DNA, u jħaffef b'mod sinifikanti l-proċess qabel ma dawn il-komponenti jiddiżintegraw. Is-sekwenzi tad-DNA jissejħu oligonukleotidi, użati ħafna għall-identifikazzjoni tal-mard, il-manifattura tad-drogi, u applikazzjonijiet mediċi u bijoteknoloġiċi oħra. 

    Waħda mid-ditti ewlenin tal-bijoteknoloġija li tispeċjalizza fil-manifattura tad-DNA sintetika hija Twist Bioscience ibbażata fl-Istati Uniti. Il-kumpanija tgħaqqad oligonukleotidi flimkien biex toħloq ġeni. Il-prezz għall-oligos qed jonqos, kif ukoll iż-żmien li jieħu biex isiru. Mill-2022, l-ispiża biex jiġu żviluppati pari bażi tad-DNA hija biss disa 'ċenteżmi. 

    Id-DNA sintetiku ta 'Twist jista' jiġi ordnat onlajn u jintbagħat lil laboratorju fi ftit jiem, u wara jintuża biex jinħolqu molekuli fil-mira, li huma l-blokki tal-bini għal oġġetti ġodda tal-ikel, fertilizzanti, prodotti industrijali u mediċina. Ginkgo Bioworks, ditta ta 'inġinerija taċ-ċelluli stmata għal USD $ 25 biljun, hija waħda mill-klijenti ewlenin ta' Twist. Sadanittant, fl-2022, Twist nediet żewġ kontrolli tad-DNA sintetiċi għall-virus tal-ġidri tax-xadini tal-bniedem biex tgħin lir-riċerkaturi jiżviluppaw vaċċini u trattamenti. 

    Implikazzjonijiet ta 'sintesi tal-ġeni aktar mgħaġġla

    Implikazzjonijiet usa' ta' sintesi tal-ġeni aktar mgħaġġla jistgħu jinkludu: 

    • L-identifikazzjoni aċċellerata tal-viruses li jikkawżaw pandemiji u epidemiji, li jwasslu għall-iżvilupp aktar f'waqtu tal-vaċċini.
    • Aktar bijotekniċi u startups li jiffokaw fuq teknoloġiji tas-sinteżi tal-ġeni fi sħubija ma’ ditti bijofarmaċi.
    • Gvernijiet jiġru biex jinvestu fil-laboratorji tad-DNA sintetiku rispettivi tagħhom biex jiżviluppaw mediċini u materjali industrijali.
    • L-ispiża tad-DNA sintetika qed issir aktar baxxa, li twassal għad-demokratizzazzjoni tar-riċerka ġenetika. Din it-tendenza tista 'twassal ukoll għal aktar biohackers li jridu jesperimentaw fuqhom infushom.
    • Żieda fir-riċerka ġenetika li tirriżulta fi żviluppi aktar mgħaġġla fit-teknoloġiji tal-editjar tal-ġeni u t-terapija, bħal CRISPR/Cas9.

    Mistoqsijiet li għandek tikkunsidra

    • X'inhuma l-benefiċċji l-oħra tad-DNA sintetiku li jipproduċi bil-massa?
    • Il-gvernijiet kif għandhom jirregolaw dan is-settur biex jibqa’ etiku?

    Referenzi ta' għarfien

    Ir-rabtiet popolari u istituzzjonali li ġejjin ġew referenzjati għal din l-għarfien: