Квантумрун

Кредити тасвирӣ:

iStock

Синтези зудтари генҳо: ДНК-и синтетикӣ метавонад калиди беҳтарини тандурустӣ бошад

Олимон истеҳсоли генҳои сунъиро пайгирӣ мекунанд, то маводи мухаддирро зуд таҳия кунанд ва бӯҳронҳои ҷаҳонии саломатиро ҳал кунанд.

Муаллиф:
Номи муаллиф
Пешгӯии Quantumrun
Январи соли 16, 2023

Хулосаи фаҳмиш

Синтези кимиёвии ДНК ва ҷамъшавии он ба генҳо, схемаҳо ва ҳатто тамоми геномҳо дар биологияи молекулавӣ инқилоб карданд. Ин усулҳо имкон доданд, ки тарҳрезӣ, сохтан, озмоиш, аз хатогиҳо омӯхтан ва давраро то ба даст овардани натиҷаи дилхоҳ такрор кунед. Ин равиш дар маркази навовариҳои биологияи синтетикӣ қарор дорад.

Контексти тезтар синтези ген

Синтез рамзи генетикии рақамиро ба ДНК-и молекулавӣ табдил медиҳад, то муҳаққиқон тавонанд миқдори зиёди маводи генетикиро эҷод ва тавлид кунанд. Маълумоти дастраси ДНК ба шарофати технологияҳои пайдарпайии насли оянда (NGS) васеъ шудааст. Ин рушд боиси афзоиши пойгоҳи биологии дорои пайдарпаии ДНК аз ҳар як организм ва муҳити зист гардид. Тадқиқотчиён акнун метавонанд аз ҳисоби самаранокии бештари нармафзори биоинформатика ин пайдарпайҳоро осонтар истихроҷ, таҳлил ва тағир диҳанд.

Олимон ҳар қадар маълумоти бештари биологӣ аз "дарахти ҳаёт" (шабакаи геномҳо) дошта бошанд, ҳамон қадар беҳтар мефаҳманд, ки чӣ гуна мавҷудоти зинда аз ҷиҳати генетикӣ алоқаманданд. Пайдарпайвандии насли оянда ба мо барои беҳтар фаҳмидани бемориҳо, микробиома ва гуногунии генетикии организмҳо кӯмак кард. Ин афзоиши пайдарпай инчунин имкон медиҳад, ки фанҳои нави илмӣ, аз қабили муҳандисии метаболикӣ ва биологияи синтетикӣ рушд кунанд. Дастрасӣ ба ин маълумот на танҳо ташхис ва табобати кунуниро такмил медиҳад, балки инчунин барои пешрафтҳои нави тиббӣ, ки ба саломатии инсон таъсири доимӣ хоҳанд дошт, роҳ мекушояд.

Илова бар ин, биологияи синтетикӣ дорои потенсиали таъсиррасонӣ ба бисёр соҳаҳо мебошад, ба монанди эҷоди доруҳо, маводҳои нав ва равандҳои истеҳсолӣ. Аз ҷумла, синтези генҳо яке аз технологияҳои ояндадорест, ки барои зуд сохтан ва тағир додани пайдарпайии генетикӣ кӯмак мекунад ва боиси кашфи функсияҳои нави биологӣ мегардад. Масалан, биологҳо аксар вақт генҳоро дар байни организмҳо интиқол медиҳанд, то фарзияҳои генетикиро санҷанд ё ба организмҳои намунавӣ хислатҳо ё қобилиятҳои беназир медиҳанд.

Таъсири вайронкунанда

Пайдарпайҳои кӯтоҳи ДНК-и аз ҷиҳати кимиёвӣ синтезшуда муҳиманд, зеро онҳо бисёрҷониба мебошанд. Онҳоро дар лабораторияҳои тадқиқотӣ, беморхонаҳо ва саноат истифода бурдан мумкин аст. Масалан, онҳо барои муайян кардани вируси COVID-19 истифода мешуданд. Фосфорамидитҳо блокҳои зарурии сохтмонӣ дар истеҳсоли пайдарпаии ДНК мебошанд, аммо онҳо ноустуворанд ва зуд мешикананд.

Дар соли 2021, олим Александр Сандал роҳи нави патентшударо барои зуд ва самаранок истеҳсол кардани ин блокҳои сохтмонӣ барои истеҳсоли ДНК таҳия кард, ки ин равандро пеш аз пароканда шудани ин ҷузъҳо ба таври назаррас суръат мебахшад. пайдарпайии ДНК олигонуклеотидҳо номида мешаванд, ки барои муайян кардани бемориҳо, истеҳсоли доруҳо ва дигар барномаҳои тиббӣ ва биотехнологӣ васеъ истифода мешаванд.

Яке аз ширкатҳои пешбари биотехнологӣ, ки ба истеҳсоли синтетикии ДНК тахассус дорад, Twist Bioscience дар ИМА мебошад. Ширкат барои эҷоди генҳо олигонуклеотидҳоро бо ҳам мепайвандад. Нархи олигоҳо коҳиш меёбад, инчунин вақти барои сохтани онҳо лозим аст. То соли 2022, арзиши таҳияи ҷуфтҳои пойгоҳи ДНК ҳамагӣ нӯҳ сентро ташкил медиҳад.

ДНК-и синтетикии Twist-ро метавон онлайн фармоиш дод ва дар тӯли чанд рӯз ба лаборатория фиристода, баъд аз он барои сохтани молекулаҳои мавриди ҳадаф истифода мешавад, ки блокҳои сохтмонӣ барои ашёи нави хӯрокворӣ, нуриҳо, маҳсулоти саноатӣ ва дору мебошанд. Ginkgo Bioworks, як ширкати муҳандисии ҳуҷайра бо арзиши 25 миллиард доллар, яке аз муштариёни асосии Twist мебошад. Дар ҳамин ҳол, дар соли 2022, Twist ду назорати ДНК-и синтетикиро барои вируси маймуни одам ба кор андохтааст, то ба муҳаққиқон дар таҳияи ваксинаҳо ва табобатҳо кумак кунад.

Оқибатҳои синтези зудтари генҳо

Оқибатҳои васеътари синтези зудтари генҳо метавонанд инҳоро дар бар гиранд:

Муайянкунии босуръати вирусҳое, ки боиси пандемия ва эпидемия мешаванд, боиси саривақтии ваксинаҳо мегардад.
Бештар биотехнологияҳо ва стартапҳо, ки ба технологияҳои синтези генҳо дар ҳамкорӣ бо ширкатҳои биофарма тамаркуз мекунанд.
Ҳукуматҳо кӯшиш мекунанд, ки ба лабораторияҳои синтетикии ДНК-и худ сармоягузорӣ кунанд, то доруҳо ва маводи саноатӣ таҳия кунанд.
Арзиши ДНК-и синтетикӣ паст шуда, боиси демократикунонии тадқиқоти генетикӣ мегардад. Ин тамоюл инчунин метавонад боиси бештари биохакерҳо гардад, ки мехоҳанд бо худ озмоиш кунанд.
Афзоиши таҳқиқоти генетикӣ, ки боиси рушди тезтар дар таҳрири генҳо ва технологияҳои терапия, ба монанди CRISPR/Cas9.