Куантумрун

КРЕДИТ ЗА СЛИКУ:

иСтоцк

Бржа синтеза гена: Синтетичка ДНК може бити кључ за бољу здравствену заштиту

Научници брзо прате производњу вештачких гена како би брзо развили лекове и решили глобалне здравствене кризе.

Аутор:
ime аутора
Куантумрун Форесигхт
Januar 16, 2023

Сажетак увида

Хемијска синтеза ДНК и њено склапање у гене, кола, па чак и читаве геноме су револуционирали молекуларну биологију. Ове технике су омогућиле дизајнирање, изградњу, тестирање, учење из грешака и понављање циклуса док се не постигне жељени исход. Овај приступ је у срцу иновације синтетичке биологије.

Бржи контекст синтезе гена

Синтеза претвара дигитални генетски код у молекуларну ДНК тако да истраживачи могу да креирају и производе велике количине генетског материјала. Доступни подаци о ДНК су се проширили захваљујући технологији секвенцирања следеће генерације (НГС). Овај развој је довео до повећања биолошких база података које садрже секвенце ДНК из сваког организма и животне средине. Истраживачи сада могу лакше издвојити, анализирати и модификовати ове секвенце због веће ефикасности у биоинформатичком софтверу.

Што више биолошких информација научници имају од „дрвета живота“ (мрежа генома), боље разумеју како су жива бића генетски повезана. Секвенцирање следеће генерације нам је помогло да боље разумемо болести, микробиом и генетску разноликост организама. Овај бум секвенце такође омогућава да се развијају нове научне дисциплине, као што су метаболичко инжењерство и синтетичка биологија. Приступ овим информацијама не само да побољшава тренутну дијагностику и терапију, већ и утире пут за нова медицинска открића која ће имати трајан утицај на здравље људи.

Поред тога, синтетичка биологија има потенцијал да утиче на многе области, као што је стварање нових лекова, материјала и производних процеса. Конкретно, синтеза гена је једна од обећавајућих технологија које помажу у изградњи и промени генетских секвенци веома брзо, што доводи до открића нових биолошких функција. На пример, биолози често преносе гене преко организама да би тестирали генетске хипотезе или дали узорку организама јединствене особине или способности.

Ометајући утицај

Хемијски синтетизоване кратке ДНК секвенце су неопходне јер су разноврсне. Могу се користити у истраживачким лабораторијама, болницама и индустрији. На пример, коришћени су за идентификацију вируса ЦОВИД-19. Фосфорамидити су неопходни градивни блокови у производњи ДНК секвенци, али су нестабилни и брзо се ломе.

Научник Алекандер Сандахл је 2021. године развио нови патентирани начин за брзу и ефикасну производњу ових грађевинских блокова за производњу ДНК, значајно убрзавајући процес пре него што се ове компоненте распадну. ДНК секвенце се називају олигонуклеотиди, који се широко користе за идентификацију болести, производњу лекова и друге медицинске и биотехнолошке примене.

Једна од водећих биотехнолошких фирми специјализованих за производњу синтетичке ДНК је Твист Биосциенце из САД. Компанија повезује олигонуклеотиде заједно да би створила гене. Цена олига опада, као и време потребно за њихову израду. Од 2022. године, цена развоја парова база ДНК износи само девет центи.

Твист-ова синтетичка ДНК може се наручити на мрежи и послати у лабораторију за неколико дана, након чега се користи за стварање циљних молекула, који су градивни блокови за нове прехрамбене артикле, ђубрива, индустријске производе и лекове. Гинкго Биоворкс, фирма за инжењеринг ћелија у вредности од 25 милијарди долара, један је од главних клијената Твиста. У међувремену, 2022. године, Твист је лансирао две контроле синтетичке ДНК за вирус људских богиња мајмуна како би помогао истраживачима да развију вакцине и третмане.

Импликације брже синтезе гена

Шире импликације брже синтезе гена могу укључивати:

Убрзана идентификација вируса који изазивају пандемије и епидемије, што доводи до благовременог развоја вакцина.
Више биотехнологије и стартупа који се фокусирају на технологије синтезе гена у партнерству са биофармацеутским фирмама.
Владе се утркују да инвестирају у своје лабораторије за синтетичку ДНК како би развиле лекове и индустријске материјале.
Цена синтетичке ДНК постаје нижа, што доводи до демократизације генетског истраживања. Овај тренд такође може довести до више биохакера који желе да експериментишу на себи.
Повећана генетска истраживања која резултирају бржим развојем у технологијама за уређивање гена и терапије, као што је ЦРИСПР/Цас9.