Usanisi wa haraka wa jeni: DNA Synthetic inaweza kuwa ufunguo wa huduma bora ya afya

• mwandishi:
• mwandishi jina

  Mtazamo wa Quantumrun
• Januari 16, 2023

Muhtasari wa maarifa

Muundo wa kemikali wa DNA na unganishi wake katika jeni, saketi, na hata genome nzima umeleta mapinduzi makubwa katika biolojia ya molekuli. Mbinu hizi zimewezesha kubuni, kujenga, kupima, kujifunza kutokana na makosa, na kurudia mzunguko hadi matokeo yaliyohitajika yanapatikana. Mbinu hii ndiyo kiini cha uvumbuzi wa baiolojia ya sintetiki. 

Muktadha wa usanisi wa jeni kwa kasi zaidi

Usanisi hugeuza msimbo wa kijenetiki wa kidijitali kuwa DNA ya molekuli ili watafiti waweze kuunda na kutoa kiasi kikubwa cha nyenzo za kijeni. Data inayopatikana ya DNA imepanuka kutokana na teknolojia ya kizazi kijacho ya kupanga mpangilio (NGS). Maendeleo haya yamesababisha ongezeko la hifadhidata za kibaolojia zilizo na mfuatano wa DNA kutoka kwa kila kiumbe na mazingira. Watafiti sasa wanaweza kutoa, kuchambua, na kurekebisha mfuatano huu kwa urahisi zaidi kutokana na ufanisi mkubwa katika programu ya bioinformatics.

Kadiri wanasayansi wanavyopata habari za kibiolojia kutoka kwa “mti wa uzima” (mtandao wa jenomu), ndivyo wanavyoelewa vyema jinsi viumbe hai vinavyohusiana kijeni. Mpangilio wa kizazi kijacho umetusaidia kuelewa vyema magonjwa, microbiome, na anuwai ya kijeni ya viumbe. Kuongezeka kwa mlolongo huu pia huwezesha taaluma mpya za kisayansi, kama vile uhandisi wa kimetaboliki na baiolojia ya sintetiki, kukua. Upatikanaji wa habari hii sio tu kuboresha uchunguzi na matibabu ya sasa lakini pia ni kuandaa njia kwa mafanikio mapya ya matibabu ambayo yatakuwa na athari ya kudumu kwa afya ya binadamu. 

Zaidi ya hayo, baiolojia ya sintetiki ina uwezo wa kuathiri maeneo mengi, kama vile kuunda dawa mpya, nyenzo, na michakato ya utengenezaji. Hasa, usanisi wa jeni ni mojawapo ya teknolojia ya kuahidi ambayo husaidia kujenga na kubadilisha mfuatano wa kijeni haraka sana, na hivyo kusababisha uvumbuzi wa kazi mpya za kibiolojia. Kwa mfano, wanabiolojia mara nyingi huhamisha jeni katika viumbe vyote ili kupima dhahania za kijeni au kuwapa viumbe sampuli sifa au uwezo wa kipekee.

Athari ya usumbufu

Mifuatano mifupi ya DNA iliyosanifiwa kwa kemikali ni muhimu kwa sababu ni nyingi. Zinaweza kutumika katika maabara za utafiti, hospitali, na tasnia. Kwa mfano, zilitumika kutambua virusi vya COVID-19. Phosphoramidites ni vizuizi muhimu vya ujenzi katika utengenezaji wa mlolongo wa DNA, lakini sio thabiti na huvunja haraka.

Mnamo mwaka wa 2021, mwanasayansi Alexander Sandahl alibuni njia mpya iliyo na hati miliki ya kutengeneza haraka na kwa ufanisi vitalu hivi vya ujenzi kwa ajili ya utengenezaji wa DNA, kuharakisha mchakato kwa kiasi kikubwa kabla ya vipengele hivi kusambaratika. Mfuatano wa DNA huitwa oligonucleotides, hutumika sana kutambua magonjwa, kutengeneza dawa, na matumizi mengine ya matibabu na kibayoteknolojia. 

Mojawapo ya kampuni kuu za kibayoteki zinazobobea katika utengenezaji wa DNA sanisi ni Twist Bioscience yenye makao yake makuu nchini Marekani. Kampuni inaunganisha oligonucleotides pamoja ili kuunda jeni. Bei ya oligo inapungua, kama vile wakati inachukua kuzitengeneza. Kufikia 2022, gharama ya kuunda jozi za msingi za DNA ni senti tisa tu. 

DNA ya kutengeneza ya Twist inaweza kuagizwa mtandaoni na kutumwa kwa maabara baada ya siku chache, kisha itatumika kuunda molekuli lengwa, ambazo ni vizuizi vya ujenzi wa bidhaa mpya za chakula, mbolea, bidhaa za viwandani na dawa. Ginkgo Bioworks, kampuni ya uhandisi wa seli yenye thamani ya dola za Kimarekani bilioni 25, ni mojawapo ya wateja wakuu wa Twist. Wakati huo huo, mwaka wa 2022, Twist ilizindua vidhibiti viwili vya syntetisk vya DNA kwa virusi vya tumbili vya binadamu ili kuwasaidia watafiti kutengeneza chanjo na matibabu. 

Athari za usanisi wa jeni haraka

Athari pana za usanisi wa haraka wa jeni zinaweza kujumuisha: 

• Utambulisho wa kasi wa virusi vinavyosababisha magonjwa ya milipuko na magonjwa ya milipuko, na hivyo kusababisha maendeleo ya wakati zaidi ya chanjo.
• Teknolojia zaidi za kibayoteki na vianzio vinavyolenga teknolojia ya usanisi wa jeni kwa ushirikiano na makampuni ya biopharma.
• Serikali zinakimbia kuwekeza katika maabara zao za DNA za kutengeneza dawa na vifaa vya viwandani.
• Gharama ya DNA ya syntetisk kuwa ya chini, na kusababisha demokrasia ya utafiti wa maumbile. Mtindo huu pia unaweza kusababisha wadukuzi zaidi wa kibayolojia ambao wanataka kujifanyia majaribio wenyewe.
• Kuongezeka kwa utafiti wa kijeni unaosababisha maendeleo ya haraka katika uhariri wa jeni na teknolojia ya tiba, kama vile CRISPR/Cas9.

Maswali ya kuzingatia

• Je, ni faida gani nyingine za DNA ya sintetiki inayozalisha kwa wingi?
• Je, ni kwa namna gani serikali zinapaswa kudhibiti sekta hii ili ibaki kuwa ya kimaadili?