On-demand na mga molekula: Isang catalog ng mga molekulang madaling makuha

CREDIT NG LARAWAN:
Image credit
iStock

On-demand na mga molekula: Isang catalog ng mga molekulang madaling makuha

On-demand na mga molekula: Isang catalog ng mga molekulang madaling makuha

Teksto ng subheading
Gumagamit ang mga kumpanya ng agham ng buhay ng sintetikong biology at mga pagsulong ng genetic engineering upang lumikha ng anumang molekula kung kinakailangan.
    • May-akda:
    • pangalan Author
      Quantumrun Foresight
    • Disyembre 22, 2022

    Buod ng pananaw

    Ang sintetikong biology ay isang umuusbong na agham ng buhay na naglalapat ng mga prinsipyo ng engineering sa biology upang lumikha ng mga bagong bahagi at sistema. Sa pagtuklas ng droga, ang synthetic na biology ay may potensyal na baguhin ang medikal na paggamot sa pamamagitan ng paglikha ng on-demand na mga molekula. Maaaring kasama sa pangmatagalang implikasyon ng mga molekulang ito ang paggamit ng artificial intelligence para mabilis na masubaybayan ang proseso ng paglikha at ang mga kumpanya ng biopharma na labis na namumuhunan sa umuusbong na merkado na ito.

    Konteksto ng on-demand na mga molekula

    Ang metabolic engineering ay nagpapahintulot sa mga siyentipiko na gumamit ng mga engineered na cell upang lumikha ng mga bago at napapanatiling mga molekula, tulad ng mga nababagong biofuels o mga gamot na pumipigil sa kanser. Sa maraming posibilidad na inaalok ng metabolic engineering, ito ay itinuturing na isa sa "Nangungunang Sampung Umuusbong na Teknolohiya" ng World Economic Forum noong 2016. Bilang karagdagan, ang industriyalisadong biology ay inaasahang tutulong sa pagbuo ng mga renewable bioproduct at materyales, pagpapabuti ng mga pananim, at paganahin ang mga bagong mga biomedical na aplikasyon.

    Ang pangunahing layunin ng synthetic o lab-created na biology ay ang gumamit ng mga prinsipyo ng engineering upang mapabuti ang genetic at metabolic engineering. Kasama rin sa synthetic biology ang mga non-metabolic na gawain, tulad ng mga genetic modification na nag-aalis ng mga lamok na nagdadala ng malaria o mga engineered microbiome na posibleng palitan ang mga kemikal na pataba. Ang disiplinang ito ay mabilis na lumalaki, na sinusuportahan ng mga pagsulong sa high-throughput na phenotyping (ang proseso ng pagtatasa ng genetic makeup o mga katangian), pagpapabilis ng DNA sequencing at mga kakayahan sa synthesis, at CRISPR-enabled genetic editing.

    Habang sumusulong ang mga teknolohiyang ito, gayundin ang mga kakayahan ng mga mananaliksik na lumikha ng on-demand na mga molekula at mikrobyo para sa lahat ng uri ng pananaliksik. Sa partikular, ang machine learning (ML) ay isang epektibong tool na maaaring mabilis na masubaybayan ang paglikha ng mga sintetikong molekula sa pamamagitan ng paghula kung paano kikilos ang isang biological system. Sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga pattern sa pang-eksperimentong data, maaaring magbigay ang ML ng mga hula nang hindi nangangailangan ng masinsinang pag-unawa sa kung paano ito gumagana.

    Nakakagambalang epekto

    Ang mga on-demand na molekula ay nagpapakita ng pinakamaraming potensyal sa pagtuklas ng gamot. Ang target na gamot ay isang molekulang nakabatay sa protina na gumaganap ng isang papel sa pagdudulot ng mga sintomas ng sakit. Ang mga gamot ay kumikilos sa mga molekulang ito upang baguhin o ihinto ang mga function na humahantong sa mga sintomas ng sakit. Upang makahanap ng mga potensyal na gamot, madalas na ginagamit ng mga siyentipiko ang reverse method, na nag-aaral ng isang kilalang reaksyon upang matukoy kung aling mga molecule ang kasangkot sa function na iyon. Ang pamamaraan na ito ay tinatawag na target deconvolution. Nangangailangan ito ng kumplikadong kemikal at microbiological na pag-aaral upang matukoy kung aling molekula ang gumaganap ng ninanais na function.

    Ang sintetikong biology sa pagtuklas ng droga ay nagbibigay-daan sa mga siyentipiko na magdisenyo ng mga bagong tool upang siyasatin ang mga mekanismo ng sakit sa antas ng molekular. Ang isang paraan upang gawin ito ay sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng mga sintetikong circuit, na mga buhay na sistema na maaaring magbigay ng insight sa kung aling mga proseso ang nagaganap sa antas ng cellular. Ang mga sintetikong biology na ito ay lumalapit sa pagtuklas ng droga, na kilala bilang pagmimina ng genome, ay nagpabago ng gamot.

    Ang isang halimbawa ng kumpanyang nagbibigay ng on-demand na mga molekula ay ang GreenPharma na nakabase sa France. Ayon sa site ng kumpanya, ang Greenpharma ay lumilikha ng mga kemikal para sa mga industriya ng parmasyutiko, kosmetiko, agrikultural, at pinong kemikal sa abot-kayang presyo. Gumagawa sila ng mga custom na synthesis molecule sa mga antas ng gramo hanggang milligrams. Ang kompanya ay nagbibigay sa bawat kliyente ng itinalagang project manager (Ph.D.) at mga regular na agwat sa pag-uulat. Ang isa pang kumpanya ng life sciences na nag-aalok ng serbisyong ito ay ang OTAVAChemicals na nakabase sa Canada, na mayroong koleksyon ng 12 bilyong naa-access na on-demand na molekula batay sa tatlumpu't libong mga bloke ng gusali at 44 na in-house na reaksyon. 

    Mga implikasyon ng on-demand na mga molekula

    Ang mas malawak na implikasyon ng on-demand na mga molekula ay maaaring kabilang ang: 

    • Life sciences firm na namumuhunan sa artificial intelligence at ML upang tumuklas ng mga bagong molekula at sangkap ng kemikal na idaragdag sa kanilang mga database.
    • Mas maraming kumpanya na may mas madaling pag-access sa mga molecule na kailangan para mag-explore pa at bumuo ng mga produkto at tool. 
    • Ang ilang mga siyentipiko ay nananawagan para sa mga regulasyon o pamantayan upang matiyak na ang mga kumpanya ay hindi gumagamit ng ilang mga molekula para sa ilegal na pananaliksik at pag-unlad.
    • Ang mga kumpanya ng Biopharma ay labis na namumuhunan sa kanilang mga laboratoryo sa pagsasaliksik upang paganahin ang on-demand at microbe engineering bilang isang serbisyo para sa iba pang mga biotech na kumpanya at mga organisasyon ng pananaliksik.
    • Synthetic biology na nagbibigay-daan para sa pagbuo ng mga buhay na robot at nanoparticle na maaaring magsagawa ng mga operasyon at maghatid ng mga genetic na therapy.
    • Tumaas na pag-asa sa mga virtual marketplace para sa mga supply ng kemikal, na nagbibigay-daan sa mga negosyo na mabilis na mapagkunan at makakuha ng mga partikular na molekula, pagpapahusay sa kanilang kahusayan sa pagpapatakbo at pagbabawas ng oras-sa-market para sa mga bagong produkto.
    • Mga pamahalaan na nagpapatupad ng mga patakaran upang pamahalaan ang mga etikal na implikasyon at mga alalahanin sa kaligtasan ng sintetikong biology, lalo na sa konteksto ng pagbuo ng mga buhay na robot at nanoparticle para sa mga medikal na aplikasyon.
    • Ang mga institusyong pang-edukasyon na nagre-rebisa ng kurikulum upang isama ang mga mas advanced na paksa sa synthetic na biology at molekular na agham, na naghahanda sa susunod na henerasyon ng mga siyentipiko para sa mga umuusbong na hamon at pagkakataon sa mga larangang ito.

    Mga katanungang dapat isaalang-alang

    • Ano ang ilang iba pang potensyal na kaso ng paggamit ng on-demand na mga molekula?
    • Paano pa maaaring baguhin ng serbisyong ito ang siyentipikong pananaliksik at pag-unlad?

    Mga sanggunian ng insight

    Ang mga sumusunod na sikat at institusyonal na link ay isinangguni para sa pananaw na ito: