Kloning og syntetisering av virus: En raskere måte å forhindre fremtidige pandemier

• Forfatter:
• forfatternavn

  Quantumrun Foresight
• September 29, 2022

Oppsummering av innsikt

Virussykdommer har ført til fremskritt innen viruskloning for rask identifisering og vaksineutvikling. Mens nyere forskning inkluderer innovative metoder som å bruke gjær for SARS-CoV-2-replikering, vedvarer bekymringene for sikkerhet og biologisk krigføring. Denne utviklingen kan også drive fremskritt innen personlig tilpasset medisin, landbruk og utdanning, og forme en fremtid med bedre forberedt helsevesen og bioteknologisektorer.

Kloning og syntetisering av virus kontekst

Virussykdommer har konsekvent utgjort en trussel mot mennesker. Disse høypatogene infeksjonene har forårsaket mye lidelse gjennom historien, og har ofte spilt en sentral rolle i utfallet av kriger og andre verdensbegivenheter. Beretninger om virale utbrudd, som kopper, meslinger, HIV (humant immunsviktvirus), SARS-CoV (alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus), influensaviruset fra 1918 og andre, dokumenterer de ødeleggende effektene av disse sykdommene. Disse virale utbruddene har ført til at forskere over hele verden har klonet og syntetisert virus for å identifisere dem raskt og produsere effektive vaksiner og motgift. 

Da COVID-19-pandemien brøt ut i 2020, brukte globale forskere kloning for å studere virusets genetiske sammensetning. Forskere kan sy DNA-fragmenter for å replikere et viralt genom og introdusere dem i bakterier. Denne metoden er imidlertid ikke ideell for alle virus – spesielt koronavirus. Fordi koronavirus har store genomer, gjør dette det vanskelig for bakterier å replikere effektivt. I tillegg kan deler av genomet være ustabilt eller giftig for bakterier - selv om årsaken ennå ikke er fullt ut forstått. 

I motsetning til dette fremmer kloning og syntese av virus innsatsen for biologisk krigføring (BW). Biologisk krigføring frigjør mikroorganismer eller giftstoffer som har til hensikt å drepe, deaktivere eller skremme fienden samtidig som de ødelegger nasjonale økonomier i små doser. Disse mikroorganismene er klassifisert som masseødeleggelsesvåpen fordi selv små mengder kan føre til mange ofre. 

Forstyrrende påvirkning

I 2020, i kappløpet om å utvikle en vaksine eller behandling for COVID-19, vendte forskere fra det Sveits-baserte universitetet i Bern til et uvanlig verktøy: gjær. I motsetning til andre virus, kan ikke SARS-CoV-2 dyrkes i menneskelige celler i laboratoriet, noe som gjør det utfordrende å studere. Men teamet utviklet en rask og effektiv metode for kloning og syntetisering av viruset ved hjelp av gjærceller.

Prosessen, beskrevet i en artikkel publisert i vitenskapstidsskriftet Nature, brukte transformasjonsassosiert rekombinasjon (TAR) for å smelte sammen korte DNA-fragmenter til hele kromosomer i gjærceller. Denne teknikken gjorde det mulig for forskere å raskt og enkelt replikere virusgenomet. Metoden har blitt brukt til å klone en versjon av viruset som koder for et fluorescerende reporterprotein, slik at forskere kan screene potensielle medisiner for deres evne til å blokkere viruset.

Selv om denne oppdagelsen gir mange fordeler i forhold til tradisjonelle kloningsmetoder, har den også risikoer. Kloning av virus i gjær kan føre til spredning av gjærinfeksjoner hos mennesker, og det er fare for at et konstruert virus kan rømme fra et laboratorium. Ikke desto mindre mener forskere at kloningsprosessen tilbyr et kraftig verktøy for raskt å replikere virus og utvikle effektive behandlinger eller vaksiner. I tillegg undersøker forskere implementeringen av TAR for å klone andre virus, inkludert MERS (Middle East Respiratory Syndrome) og Zika.

Implikasjoner av kloning og syntese av virus

Større implikasjoner av kloning og syntese av virus kan omfatte: 

• Fortsetter forskning på nye virus, som gjør det mulig for regjeringer å forberede seg på potensielle epidemier eller pandemier.
• Biopharma raskere utvikling og produksjon av legemidler mot virussykdommer.
• Den økende bruken av viruskloning for å identifisere biologiske våpen. Noen organisasjoner kan imidlertid gjøre det samme for å utvikle bedre kjemiske og biologiske giftstoffer.
• Regjeringer blir i økende grad presset til å være transparente om deres offentlig finansierte virologistudier og replikeringen som gjøres i laboratoriene deres, inkludert beredskapsplaner for når/hvis disse virusene slipper ut.
• Større offentlige og private investeringer i viruskloningsforskning. Disse prosjektene kan føre til økt sysselsetting i sektoren.
• Utvidelse innen persontilpasset medisin, skreddersy behandlinger til individuelle genetiske profiler og øke effektiviteten til virale terapier.
• Utvikling av mer presise biokontrollmetoder for landbruket, som potensielt reduserer avhengigheten av kjemiske plantevernmidler og fremmer bærekraftig jordbruk.
• Utdanningsinstitusjoner som innlemmer avansert bioteknologi i læreplaner, noe som fører til en mer dyktig arbeidsstyrke innen virologi og genetikk.

Spørsmål å vurdere

• Hvordan tror du ellers kloning av virus kan fremskynde studier av virussykdommer?
• Hva er de andre mulige farene ved å reprodusere virus i laboratoriet?