การโคลนและสังเคราะห์ไวรัส: วิธีที่เร็วกว่าในการป้องกันการแพร่ระบาดในอนาคต

เครดิตภาพ:
เครดิตภาพ
iStock

การโคลนและสังเคราะห์ไวรัส: วิธีที่เร็วกว่าในการป้องกันการแพร่ระบาดในอนาคต

การโคลนและสังเคราะห์ไวรัส: วิธีที่เร็วกว่าในการป้องกันการแพร่ระบาดในอนาคต

ข้อความหัวข้อย่อย
นักวิทยาศาสตร์กำลังจำลอง DNA ของไวรัสในห้องแล็บเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าพวกมันแพร่กระจายอย่างไรและจะหยุดได้อย่างไร
    • เขียนโดย:
    • ชื่อผู้เขียน
      มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
    • September 29, 2022

    โพสต์ข้อความ

    การวิจัยด้านไวรัสวิทยา (การศึกษาไวรัสและโรคไวรัส) มักจะเริ่มต้นด้วยการสร้างและปรับเปลี่ยนจีโนมของไวรัสที่ก่อให้เกิดโรค การทดลองทางพันธุกรรมเหล่านี้มีความสำคัญต่อการศึกษาวิธีการติดเชื้อของไวรัส วิธีการแพร่กระจาย และการรักษาและวัคซีนที่เป็นไปได้

    การโคลนและสังเคราะห์บริบทของไวรัส

    โรคไวรัสได้ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อมนุษย์อย่างต่อเนื่อง การติดเชื้อที่ทำให้เกิดโรคอย่างร้ายแรงเหล่านี้ได้ก่อให้เกิดความทุกข์ทรมานมากมายตลอดประวัติศาสตร์ ซึ่งมักมีบทบาทสำคัญในผลของสงครามและเหตุการณ์อื่นๆ ในโลก บัญชีของการระบาดของไวรัส เช่น ไข้ทรพิษ โรคหัด HIV (ไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์), SARS-CoV (โคโรนาไวรัสกลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง), ไวรัสไข้หวัดใหญ่ปี 1918 และอื่นๆ บันทึกผลกระทบร้ายแรงของโรคเหล่านี้ การระบาดของไวรัสเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกทำการโคลนและสังเคราะห์ไวรัสเพื่อระบุได้อย่างรวดเร็วและผลิตวัคซีนและยาแก้พิษที่มีประสิทธิภาพ 

    เมื่อการระบาดของโควิด-19 ปะทุขึ้นในปี 2020 นักวิจัยทั่วโลกใช้การโคลนนิ่งเพื่อศึกษาองค์ประกอบทางพันธุกรรมของไวรัส นักวิทยาศาสตร์อาจเย็บชิ้นส่วนดีเอ็นเอเพื่อจำลองจีโนมของไวรัสและนำเข้าสู่แบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับไวรัสทุกชนิด โดยเฉพาะไวรัสโคโรน่า เนื่องจากโคโรนาไวรัสมีจีโนมขนาดใหญ่ จึงทำให้ยากที่แบคทีเรียจะทำซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ จีโนมบางส่วนของจีโนมอาจไม่เสถียรหรือเป็นพิษต่อแบคทีเรีย แม้ว่าเหตุผลจะยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ 

    ในทางตรงกันข้าม การโคลนและการสังเคราะห์ไวรัสกำลังก้าวหน้าในความพยายามในการทำสงครามชีวภาพ (BW) สงครามชีวภาพปล่อยจุลินทรีย์หรือสารพิษที่ตั้งใจจะฆ่า ทำให้พิการ หรือทำให้ศัตรูหวาดกลัว ในขณะเดียวกันก็ทำลายล้างเศรษฐกิจของชาติด้วยปริมาณเพียงเล็กน้อย จุลินทรีย์เหล่านี้จัดเป็นอาวุธที่มีอำนาจทำลายล้างสูง เนื่องจากแม้ปริมาณเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เสียชีวิตได้จำนวนมาก 

    ผลกระทบก่อกวน

    ในปี 2020 ในการแข่งขันเพื่อพัฒนาวัคซีนหรือการรักษาสำหรับ COVID-19 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเบิร์นในสวิตเซอร์แลนด์ได้หันมาใช้เครื่องมือที่ไม่ธรรมดา นั่นคือ ยีสต์ SARS-CoV-2 ต่างจากไวรัสอื่น ๆ ไม่สามารถเติบโตในเซลล์ของมนุษย์ในห้องแล็บ ทำให้ยากต่อการศึกษา แต่ทีมวิจัยได้พัฒนาวิธีการโคลนและสังเคราะห์ไวรัสอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพโดยใช้เซลล์ยีสต์ กระบวนการที่อธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature ใช้การรวมตัวใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง (TAR) เพื่อหลอมรวมชิ้นส่วนดีเอ็นเอสั้น ๆ ลงในโครโมโซมทั้งหมดในเซลล์ยีสต์ เทคนิคนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำซ้ำจีโนมของไวรัสได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย วิธีการนี้ถูกใช้เพื่อลอกแบบเวอร์ชันของไวรัสที่เข้ารหัสโปรตีนนักข่าวเรืองแสง ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบยาที่มีศักยภาพสำหรับความสามารถในการบล็อกไวรัสได้

    แม้ว่าการค้นพบนี้จะมีประโยชน์มากกว่าวิธีการโคลนนิ่งแบบดั้งเดิม แต่ก็มีความเสี่ยงเช่นกัน การโคลนไวรัสในยีสต์สามารถนำไปสู่การแพร่กระจายของการติดเชื้อยีสต์ในมนุษย์ และมีความเสี่ยงที่ไวรัสที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมจะหลบหนีออกจากห้องปฏิบัติการได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากระบวนการโคลนนิ่งเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการจำลองไวรัสอย่างรวดเร็ว และพัฒนาการรักษาหรือวัคซีนที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ นักวิจัยกำลังตรวจสอบการนำ TAR ไปใช้เพื่อโคลนไวรัสอื่นๆ รวมถึง MERS (โรคทางเดินหายใจตะวันออกกลาง) และ Zika

    ผลกระทบของการโคลนและการสังเคราะห์ไวรัส

    นัยที่กว้างขึ้นของการโคลนและการสังเคราะห์ไวรัสอาจรวมถึง: 

    • การวิจัยไวรัสอุบัติใหม่อย่างต่อเนื่อง ทำให้รัฐบาลสามารถเตรียมพร้อมสำหรับโรคระบาดหรือโรคระบาดที่อาจเกิดขึ้นได้
    • ไบโอฟาร์มา พัฒนาและผลิตยาอย่างรวดเร็วเพื่อต่อต้านโรคไวรัส
    • การใช้โคลนไวรัสเพื่อระบุอาวุธชีวภาพเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตาม บางองค์กรอาจทำแบบเดียวกันเพื่อพัฒนาสารพิษทางเคมีและชีวภาพให้ดีขึ้น
    • รัฐบาลถูกกดดันมากขึ้นเรื่อยๆ ให้โปร่งใสเกี่ยวกับการศึกษาไวรัสวิทยาที่ได้รับทุนสาธารณะและการจำลองแบบที่ทำในห้องปฏิบัติการ ซึ่งรวมถึงแผนฉุกเฉินว่าไวรัสเหล่านี้จะหลบหนีได้เมื่อใด/ถ้า
    • การลงทุนภาครัฐและเอกชนที่มากขึ้นในการวิจัยการโคลนไวรัส โครงการเหล่านี้อาจนำไปสู่การจ้างงานที่เพิ่มขึ้นในภาคส่วน

    คำถามที่จะแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับ

    • คุณคิดว่าการโคลนไวรัสสามารถเร่งการศึกษาเกี่ยวกับโรคไวรัสได้อย่างไร
    • อันตรายอื่นๆ ที่เป็นไปได้ของการแพร่พันธุ์ไวรัสในห้องปฏิบัติการมีอะไรบ้าง

    ข้อมูลอ้างอิงเชิงลึก

    ลิงก์ที่เป็นที่นิยมและลิงก์สถาบันต่อไปนี้ถูกอ้างอิงสำหรับข้อมูลเชิงลึกนี้: