Dịch vụ kỹ thuật vi sinh: Các công ty hiện có thể mua các sinh vật tổng hợp

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 21 Tháng mười hai, 2022

Tóm tắt thông tin chi tiết

Sinh học tổng hợp liên quan đến việc tạo ra các cơ quan thay thế và các loại sinh vật độc đáo. Sự đổi mới này đã dẫn đến việc các công ty công nghệ sinh học và các công ty khởi nghiệp cung cấp dịch vụ khám phá các vi khuẩn mới, đặc biệt là phát triển thuốc và nghiên cứu bệnh tật. Ý nghĩa lâu dài khác của dịch vụ này có thể bao gồm các thành phần có thể phân hủy sinh học cho thiết bị điện tử và các chất hữu cơ đa dạng hơn để thử nghiệm thuốc.

Bối cảnh dịch vụ kỹ thuật vi khuẩn

Các nhà sinh vật học đã phát hiện ra rằng một số vi khuẩn không chỉ là những sinh vật có khả năng gây chết người mà còn có lợi cho sức khỏe con người. Những "lợi khuẩn" này—những vi sinh vật sống giúp cải thiện sức khỏe của chúng ta khi được tiêu thụ đầy đủ—chủ yếu là các loài vi khuẩn axit lactic đã có trong một số loại thực phẩm. Nhờ công nghệ giải trình tự DNA thế hệ tiếp theo, chúng ta đang tìm hiểu thêm về các vi khuẩn gọi chúng ta là nhà—và tầm quan trọng của chúng đối với sức khỏe của chúng ta.

Các nhà khoa học đang chế tạo các vi khuẩn để trị liệu, tạo ra các chủng vi sinh vật mới và nhắm mục tiêu cải thiện các chủng hiện có. Để đạt được những đổi mới này, các nhà nghiên cứu phải biến đổi và tuân theo các nguyên tắc sinh học tổng hợp. Các loài vi khuẩn mới sẽ vượt xa những gì hiện đang tồn tại như một định nghĩa về chế phẩm sinh học cho các ứng dụng thực phẩm. Thay vào đó, ngành công nghiệp dược phẩm có thể coi chúng là "dược phẩm" hoặc "sản phẩm sinh học trị liệu sống", theo nghiên cứu được công bố trên Frontiers in Microbiology.

Nhiều vi khuẩn biến đổi gen đã được khám phá để cung cấp kháng nguyên tiêm chủng, nhưng một số ít đã đạt được các thử nghiệm lâm sàng ở người. Các ứng dụng tiềm năng khác cho các vi khuẩn được thiết kế bao gồm điều trị các bệnh tự miễn dịch, viêm nhiễm, ung thư, nhiễm trùng và rối loạn chuyển hóa. Do tính hữu ích của các vi khuẩn biến đổi gen, nhiều công ty công nghệ sinh học đang khám phá chúng ngoài y tế và trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như nông nghiệp và khoa học vật liệu.

Tác động gián đoạn

Vào năm 2021, công ty khởi nghiệp công nghệ sinh học Zymergen có trụ sở tại Hoa Kỳ đã công bố kế hoạch đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm mới trong polyme sinh học và các vật liệu khác cho lĩnh vực điện tử và chăm sóc người tiêu dùng. Theo người đồng sáng lập Zach Serber, có một sự phục hưng khoa học vật liệu vì sự phong phú của các hóa chất có sẵn thông qua sinh học. Với hơn 75,000 phân tử sinh học mà Zymergen có thể sử dụng, có rất ít sự chồng chéo giữa những gì có thể tìm thấy trong tự nhiên và những gì cần mua từ các nguồn thương mại.

Đợt phát hành cổ phiếu lần đầu ra công chúng của Zymergen vào năm 2021 đã cho phép công ty huy động được 500 triệu USD, nâng giá trị của nó lên khoảng 3 tỷ USD. Công ty có kế hoạch tung ra các sản phẩm mới thông qua sinh học tổng hợp trong vòng 50 năm hoặc ít hơn với chi phí bằng XNUMX/XNUMX chi phí hóa chất và vật liệu truyền thống. Theo hồ sơ gửi lên Ủy ban Chứng khoán và Giao dịch Hoa Kỳ (SEC), thời gian ước tính để tung ra một sản phẩm là khoảng XNUMX năm, tiêu tốn XNUMX triệu USD.

Một lĩnh vực nghiên cứu khác về vi khuẩn biến đổi gen là phân bón hóa học. Vào năm 2022, các nhà khoa học đã tiến hành các thí nghiệm để thay thế các chất gây ô nhiễm này bằng các vi khuẩn biến đổi gen. Các nhà nghiên cứu đã biến đổi các dòng vi khuẩn đột biến để xâm chiếm rễ cây lúa và cung cấp một dòng nitơ ổn định cho chúng. Họ có thể làm như vậy mà không lãng phí bằng cách điều chỉnh lượng amoniac mà vi khuẩn tạo ra. 

Nhóm nghiên cứu gợi ý rằng, trong tương lai, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra vi khuẩn đặc biệt để đáp ứng nhu cầu của cây trồng. Sự phát triển này sẽ làm giảm dòng chảy nitơ và hiện tượng phú dưỡng, một quá trình xảy ra khi chất thải hóa học từ đất rửa trôi vào các vùng nước. 

Ý nghĩa của các dịch vụ kỹ thuật vi sinh

Ý nghĩa rộng hơn của các dịch vụ kỹ thuật vi khuẩn có thể bao gồm: 

• Các công ty dược phẩm sinh học hợp tác với các công ty công nghệ sinh học để phát triển và thử nghiệm thuốc nhanh chóng.
• Các công ty công nghiệp hóa chất được thành lập đa dạng hóa hoạt động của họ bằng cách tạo hoặc đầu tư vào các công ty khởi nghiệp kỹ thuật vi khuẩn để tạo ra các vi khuẩn được thiết kế để sản xuất các hợp chất hóa học hiếm.
• Các công ty khởi nghiệp tập trung vào phát triển vật liệu y sinh, chẳng hạn như các thành phần chắc chắn hơn, linh hoạt hơn, có thể phân hủy sinh học cho thiết bị điện tử.
• Những tiến bộ trong công nghệ chỉnh sửa và giải trình tự gen dẫn đến các ứng dụng mở rộng hơn của các thành phần biến đổi gen, chẳng hạn như rô-bốt sống có thể tự sửa chữa.
• Hợp tác nhiều hơn giữa các tổ chức nghiên cứu và dược phẩm sinh học để khám phá mầm bệnh và vắc-xin mới.
• Các cơ quan đa dạng và các nguyên mẫu cơ thể trong một con chip có thể được sử dụng để nghiên cứu các bệnh khác nhau và các liệu pháp di truyền.

Các câu hỏi cần xem xét

• Bạn còn nghĩ kỹ thuật vi sinh như một dịch vụ sẽ thay đổi nghiên cứu y học như thế nào nữa?
• Những thách thức tiềm năng của việc sử dụng vật liệu biến đổi gen là gì?