Molekul on-demand: Katalog molekul nu sadia

• Author:
• Ngaran pangarang

  Quantumrun tetempoan
• Désémber 22, 2022

Ringkesan wawasan

Biologi sintétik mangrupikeun élmu kahirupan anu muncul anu nerapkeun prinsip rékayasa kana biologi pikeun nyiptakeun bagian sareng sistem énggal. Dina pamanggihan ubar, biologi sintétik boga potensi pikeun revolutionize perlakuan médis ku nyieun molekul on-demand. Implikasi jangka panjang molekul-molekul ieu tiasa kalebet ngagunakeun intelijen buatan pikeun ngagancangkeun prosés nyiptakeun sareng perusahaan biopharma anu investasi pisan di pasar anu muncul ieu.

Kontéks molekul on-demand

Rékayasa métabolik ngamungkinkeun para ilmuwan ngagunakeun sél anu direkayasa pikeun nyiptakeun molekul anyar sareng lestari, sapertos biofuel anu tiasa dianyari atanapi ubar nyegah kanker. Kalayan seueur kamungkinan anu ditawarkeun rékayasa métabolik, éta dianggap salah sahiji "Top Ten Emerging Technologies" ku Forum Ékonomi Dunia di 2016. Salaku tambahan, biologi industri diperkirakeun ngabantosan ngembangkeun bioproduk sareng bahan anu tiasa diperbaharui, ningkatkeun pepelakan, sareng ngaktifkeun anyar. aplikasi biomedis.

Tujuan utama biologi sintétik atawa dijieun lab nyaéta ngagunakeun prinsip rékayasa pikeun ngaronjatkeun rékayasa genetik jeung métabolik. Biologi sintétik ogé ngalibatkeun tugas non-métabolik, sapertos modifikasi genetik anu ngaleungitkeun reungit anu mawa malaria atanapi mikrobiom rékayasa anu berpotensi ngagentos pupuk kimia. Disiplin ieu ngembang pesat, dirojong ku kamajuan dina phenotyping high-throughput (prosés meunteun makeup atanapi sipat genetik), ngagancangkeun sequencing DNA sareng kamampuan sintésis, sareng éditan genetik anu diaktipkeun CRISPR.

Nalika téknologi ieu maju, kitu ogé kamampuan panaliti pikeun nyiptakeun molekul sareng mikroba dumasar paménta pikeun sagala jinis panalungtikan. Khususna, pembelajaran mesin (ML) mangrupikeun alat anu efektif anu tiasa ngalacak gancangan nyiptakeun molekul sintétik ku ngaramalkeun kumaha sistem biologis bakal kalakuanana. Ku ngartos pola dina data ékspérimén, ML tiasa nyayogikeun prediksi tanpa peryogi pamahaman anu intensif ngeunaan kumaha éta jalanna.

Dampak ngaganggu

Molekul on-demand nunjukkeun paling poténsial dina pamanggihan ubar. Target ubar nyaéta molekul basis protéin anu maénkeun peran dina ngabalukarkeun gejala panyakit. Narkoba meta dina molekul ieu pikeun ngarobah atawa ngeureunkeun fungsi nu ngakibatkeun gejala panyakit. Pikeun manggihan ubar poténsial, élmuwan mindeng ngagunakeun métode sabalikna, nu nalungtik réaksi dipikawanoh pikeun nangtukeun mana molekul nu kalibet dina fungsi éta. Téhnik ieu disebut target deconvolution. Merlukeun studi kimiawi sareng mikrobiologis anu kompleks pikeun nunjukkeun molekul mana anu ngalaksanakeun fungsi anu dipikahoyong.

Biologi sintétik dina panemuan ubar ngamungkinkeun para ilmuwan mendesain alat-alat énggal pikeun nalungtik mékanisme panyakit dina tingkat molekular. Salah sahiji cara pikeun ngalakukeun ieu nyaéta ngarancang sirkuit sintétik, nyaéta sistem hirup anu tiasa masihan wawasan ngeunaan prosés anu lumangsung dina tingkat sélulér. Biologi sintétik ieu ngadeukeutan kana panemuan ubar, anu katelah pertambangan génom, parantos ngarobih ubar.

Conto perusahaan anu nyayogikeun molekul on-demand nyaéta GreenPharma basis Perancis. Numutkeun situs perusahaan, Greenpharma nyiptakeun bahan kimia pikeun industri farmasi, kosmétik, tatanén, sareng kimia rupa-rupa kalayan harga anu berpatutan. Éta ngahasilkeun molekul sintésis khusus dina tingkat gram dugi ka miligram. Pausahaan nyadiakeun unggal klien kalawan manajer proyék ditunjuk (Ph.D.) jeung interval ngalaporkeun biasa. Firma élmu kahirupan séjén anu nawiskeun jasa ieu nyaéta OTAVAChemicals basis Kanada, anu gaduh koleksi 12 milyar molekul on-demand anu tiasa diaksés dumasar kana tilu puluh rébu blok wangunan sareng 44 réaksi in-house. 

Implikasi molekul on-demand

Implikasi anu langkung ageung tina molekul on-demand tiasa kalebet: 

• firma élmu hirup investasi dina kecerdasan jieunan sarta ML pikeun uncover molekul anyar jeung komponén kimiawi pikeun nambahkeun kana database maranéhanana.
• Langkung seueur perusahaan anu gaduh aksés langkung gampang kana molekul anu diperyogikeun pikeun ngajalajah langkung jauh sareng ngembangkeun produk sareng alat. 
• Sababaraha élmuwan nyauran régulasi atanapi standar pikeun mastikeun yén firma henteu nganggo sababaraha molekul pikeun panalungtikan sareng pamekaran ilegal.
• Pausahaan Biopharma loba investasi di laboratorium panalungtikan maranéhanana pikeun ngaktifkeun on-demand jeung rékayasa mikroba salaku layanan pikeun firms biotéhnologi sejen tur organisasi panalungtikan.
• Biologi sintétik ngamungkinkeun pikeun ngembangkeun robot hirup sareng nanopartikel anu tiasa ngalaksanakeun operasi sareng nganteurkeun terapi genetik.
• Ngaronjatkeun katergantungan kana pasar virtual pikeun suplai kimia, ngamungkinkeun usaha pikeun gancang sumber sareng kéngingkeun molekul khusus, ningkatkeun efisiensi operasionalna sareng ngirangan waktos-ka-pasar pikeun produk anyar.
• Pamaréntah ngadamel kawijakan pikeun ngatur implikasi étika sareng masalah kaamanan biologi sintétik, khususna dina kontéks ngembangkeun robot hirup sareng nanopartikel pikeun aplikasi médis.
• Institusi atikan ngarévisi kurikulum pikeun ngalebetkeun topik anu langkung maju dina biologi sintétik sareng élmu molekular, nyiapkeun generasi élmuwan salajengna pikeun tantangan sareng kasempetan anu muncul dina widang ieu.

Patarosan anu kedah diperhatoskeun

• Naon sababaraha kasus pamakéan poténsi séjén molekul on-demand?
• Kumaha deui jasa ieu tiasa ngarobih panalungtikan sareng pamekaran ilmiah?