Kloning och syntetisering av virus: Ett snabbare sätt att förhindra framtida pandemier

• Författare:
• författarnamn

  Quantumrun Framsyn
• September 29, 2022

Insiktssammanfattning

Virussjukdomar har lett till framsteg inom viruskloning för snabb identifiering och vaccinutveckling. Medan nyare forskning inkluderar innovativa metoder som att använda jäst för SARS-CoV-2-replikering, kvarstår oro över säkerhet och biologisk krigföring. Denna utveckling kan också driva framsteg inom personlig medicin, jordbruk och utbildning och forma en framtid med bättre förberedda hälso- och biotekniksektorer.

Kloning och syntetisering av virus sammanhang

Virussjukdomar har genomgående utgjort ett hot mot människor. Dessa högpatogena infektioner har orsakat mycket lidande genom historien och spelar ofta en avgörande roll i resultatet av krig och andra världshändelser. Berättelser om virusutbrott, som smittkoppor, mässling, HIV (humant immunbristvirus), SARS-CoV (svårt akut respiratoriskt syndrom coronavirus), 1918 års influensavirus och andra, dokumenterar de förödande effekterna av dessa sjukdomar. Dessa virusutbrott har fått forskare över hela världen att klona och syntetisera virus för att snabbt identifiera dem och producera effektiva vacciner och motgift. 

När covid-19-pandemin bröt ut 2020 använde globala forskare kloning för att studera virusets genetiska sammansättning. Forskare kan sy DNA-fragment för att replikera ett viralt genom och introducera dem i bakterier. Den här metoden är dock inte idealisk för alla virus, särskilt coronavirus. Eftersom koronavirus har stora genom gör detta det svårt för bakterier att replikera effektivt. Dessutom kan delar av genomet vara instabilt eller giftigt för bakterier - även om orsaken ännu inte är helt klarlagd. 

Däremot främjar kloning och syntetisering av virus ansträngningar för biologisk krigföring (BW). Biologisk krigföring frigör mikroorganismer eller gifter som avser att döda, inaktivera eller skrämma fienden samtidigt som de förstör nationella ekonomier i små doser. Dessa mikroorganismer klassas som massförstörelsevapen eftersom även små mängder kan orsaka många offer. 

Störande inverkan

År 2020, i kapplöpningen om att utveckla ett vaccin eller behandling för covid-19, vände sig forskare från det schweiziska universitetet i Bern till ett ovanligt verktyg: jäst. Till skillnad från andra virus kan SARS-CoV-2 inte odlas i mänskliga celler i labbet, vilket gör det utmanande att studera. Men teamet utvecklade en snabb och effektiv metod för att klona och syntetisera viruset med hjälp av jästceller.

Processen, som beskrivs i en artikel publicerad i vetenskapstidskriften Nature, använde transformationsassocierad rekombination (TAR) för att smälta samman korta DNA-fragment till hela kromosomer i jästceller. Denna teknik gjorde det möjligt för forskare att snabbt och enkelt replikera virusgenomet. Metoden har använts för att klona en version av viruset som kodar för ett fluorescerande reporterprotein, vilket gör det möjligt för forskare att screena potentiella läkemedel för deras förmåga att blockera viruset.

Även om denna upptäckt erbjuder många fördelar jämfört med traditionella kloningsmetoder, har den också risker. Kloning av virus i jäst kan leda till spridning av jästinfektioner hos människor, och det finns risk för att ett konstruerat virus kan fly från ett labb. Ändå tror forskare att kloningsprocessen erbjuder ett kraftfullt verktyg för att snabbt replikera virus och utveckla effektiva behandlingar eller vacciner. Dessutom undersöker forskare implementeringen av TAR för att klona andra virus, inklusive MERS (Middle East Respiratory Syndrome) och Zika.

Implikationer av kloning och syntetisering av virus

Vidare konsekvenser av kloning och syntetisering av virus kan inkludera: 

• Fortsatt forskning om framväxande virus, vilket gör det möjligt för regeringar att förbereda sig för potentiella epidemier eller pandemier.
• Biopharma snabbar upp läkemedelsutveckling och produktion mot virussjukdomar.
• Den ökande användningen av viruskloning för att identifiera biologiska vapen. Men vissa organisationer kan göra detsamma för att utveckla bättre kemiska och biologiska gifter.
• Regeringar blir alltmer pressade att vara transparenta om sina offentligt finansierade virologistudier och replikeringen som görs i deras labb, inklusive beredskapsplaner för när/om dessa virus flyr.
• Större offentliga och privata investeringar i viruskloningsforskning. Dessa projekt kan leda till ökad sysselsättning inom sektorn.
• Expansion inom området personlig medicin, skräddarsy behandlingar till individuella genetiska profiler och öka effektiviteten av virala terapier.
• Utveckling av mer exakta metoder för biokontroll inom jordbruket, vilket potentiellt minskar beroendet av kemiska bekämpningsmedel och främjar hållbart jordbruk.
• Utbildningsinstitutioner som införlivar avancerad bioteknik i läroplanerna, vilket leder till en mer kvalificerad arbetskraft inom virologi och genetik.

Frågor att överväga

• Hur tror du annars att kloning av virus kan påskynda studier av virussjukdomar?
• Vilka är de andra möjliga farorna med att reproducera virus i labbet?