Awọn sẹẹli ti o kere ju Artificial: Ṣiṣẹda igbesi aye to fun iwadii iṣoogun

• Nipa Author:
• Orukọ onkọwe

  Quantumrun Iwoju
• December 23, 2022

Akopọ oye

Ṣiṣayẹwo awọn nkan pataki ti igbesi aye, awọn onimo ijinlẹ sayensi ti dinku awọn genomes lati ṣẹda awọn sẹẹli ti o kere ju, ṣafihan awọn iṣẹ pataki ti o ṣe pataki fun igbesi aye. Awọn igbiyanju wọnyi ti yori si awọn awari airotẹlẹ ati awọn italaya, gẹgẹbi awọn apẹrẹ sẹẹli ti kii ṣe deede, ti nfa isọdọtun siwaju ati oye ti awọn pataki jiini. Iwadi yii ṣe ọna fun awọn ilọsiwaju ninu isedale sintetiki, pẹlu awọn ohun elo ti o ni agbara ni idagbasoke oogun, iwadii aisan, ati oogun ti ara ẹni.

Oríkĕ iwonba awọn sẹẹli ayika

Awọn sẹẹli pọọku atọwọda tabi idinku jiini jẹ ọna isedale sintetiki ti o wulo fun agbọye bii awọn ibaraenisepo laarin awọn Jiini to ṣe pataki ṣe fa dide si awọn ilana iṣe ti ẹkọ iwulo. Dinku genome lo ọna kikọ-itumọ-igbeyewo-ọna ti o gbarale igbelewọn ati apapọ awọn apa genomic modular ati alaye lati transposon mutagenesis (ilana gbigbe awọn jiini lati ọdọ ogun kan si ekeji) lati ṣe iranlọwọ itọsọna awọn piparẹ jiini. Ọna yii dinku irẹwẹsi nigbati wiwa awọn Jiini pataki ati fun awọn onimo ijinlẹ sayensi ni awọn irinṣẹ lati yipada, tun ṣe, ati ṣe iwadii jiometirika ati ohun ti o ṣe.

Ni 2010, awọn onimo ijinlẹ sayensi ni US ti orisun J. Craig Venter Institute (JVCI) kede pe wọn ti yọ DNA kuro ni aṣeyọri ti kokoro-arun Mycoplasma capricolum ati rọpo rẹ pẹlu DNA ti o ni kọnputa ti o da lori kokoro arun miiran, Mycoplasma mycoides. Ẹgbẹ naa ṣe akole ẹda tuntun wọn JCVI-syn1.0, tabi 'Synthetic,' fun kukuru. Ẹya ara-ara yii jẹ ẹda akọkọ ti ara ẹni lori Earth ti o ni awọn obi kọnputa. A ṣẹda rẹ lati ṣe iranlọwọ fun awọn onimo ijinlẹ sayensi ni oye bi igbesi aye ṣe n ṣiṣẹ, bẹrẹ lati awọn sẹẹli soke. 

Ni ọdun 2016, ẹgbẹ naa ṣẹda JCVI-syn3.0, ohun-ara kan ti o ni ẹyọkan pẹlu awọn jiini ti o kere ju eyikeyi ọna ti a mọ ti igbesi aye ti o rọrun (awọn Jiini 473 nikan ni akawe pẹlu JVCI-syn1.0's 901 Jiini). Sibẹsibẹ, ohun-ara naa ṣe ni awọn ọna airotẹlẹ. Dipo ti iṣelọpọ awọn sẹẹli ti o ni ilera, o ṣẹda awọn ti o ni irisi ti ko dara lakoko isọdọtun ara ẹni. Awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣe akiyesi pe wọn ti yọ ọpọlọpọ awọn Jiini kuro ninu sẹẹli atilẹba, pẹlu awọn ti o ni iduro fun pipin sẹẹli deede. 

Ipa idalọwọduro

Ti pinnu lati wa ara-ara ti o ni ilera pẹlu awọn jiini ti o kere julọ ti o ṣeeṣe, awọn onimọ-jinlẹ biophysicists lati Massachusetts Institute of Technology (MIT) ati National Institute of Standards and Technology (NIST) ṣe atunṣe koodu JCVI-syn3.0 ni 2021. Wọn ni anfani lati ṣẹda kan titun iyatọ ti a npe ni JCVI-syn3A. Paapaa botilẹjẹpe sẹẹli tuntun yii ni awọn jiini 500 nikan, o huwa diẹ sii bi sẹẹli deede ọpẹ si iṣẹ awọn oniwadi. 

Awọn onimo ijinlẹ sayensi n ṣiṣẹ lati yọ sẹẹli naa kuro paapaa siwaju sii. Ni ọdun 2021, ẹda tuntun sintetiki ti a mọ si M. mycoides JCVI-syn3B wa fun awọn ọjọ 300, ti n ṣafihan pe o le yipada labẹ awọn ipo oriṣiriṣi. Awọn onimọ-jinlẹ tun ni ireti pe ohun-ara ti o ni ṣiṣan diẹ sii le ṣe iranlọwọ fun awọn onimo ijinlẹ sayensi lati kawe igbesi aye ni ipele ipilẹ rẹ julọ ati loye bii awọn aarun ṣe nlọsiwaju.

Ni ọdun 2022, ẹgbẹ kan ti awọn onimọ-jinlẹ lati Ile-ẹkọ giga ti Illinois ni Urbana-Champaign, JVCI, ati Technische Universität Dresden ti o da lori Jẹmánì ṣẹda awoṣe kọnputa ti JCVI-syn3A. Awoṣe yii le ṣe asọtẹlẹ ni deede idagbasoke afọwọṣe gidi-aye rẹ ati igbekalẹ molikula. Ni ọdun 2022, o jẹ pipe gbogbo-ẹyin awoṣe ti kọnputa kan ti ṣe afarawe.

Awọn iṣeṣiro wọnyi le pese alaye ti o niyelori. Data yii pẹlu iṣelọpọ agbara, idagbasoke, ati awọn ilana alaye jiini lori ọna sẹẹli kan. Onínọmbà naa funni ni oye si awọn ipilẹ ti igbesi aye ati bii awọn sẹẹli ṣe n gba agbara, pẹlu gbigbe ti nṣiṣe lọwọ ti amino acids, nucleotides, ati ions. Bi iwadii sẹẹli ti o kere julọ ti n tẹsiwaju lati dagba, awọn onimo ijinlẹ sayensi le ṣẹda awọn eto isedale sintetiki ti o dara julọ ti o le ṣee lo lati ṣe agbekalẹ awọn oogun, ṣe iwadii awọn arun, ati ṣe awari awọn itọju apilẹṣẹ.

Awọn ipa ti awọn sẹẹli ti o kere ju ti atọwọda

Awọn ilolu to gbooro ti idagbasoke ti awọn sẹẹli iwonba ti atọwọda le pẹlu: 

• Awọn ifowosowopo agbaye diẹ sii lati ṣẹda yiyọ kuro ṣugbọn awọn eto igbesi aye iṣẹ fun iwadii.
• Ẹkọ ẹrọ ti o pọ si ati lilo awoṣe kọnputa lati ṣe maapu awọn ẹya ti ibi, gẹgẹbi awọn sẹẹli ẹjẹ ati awọn ọlọjẹ.
• Ilọsiwaju isedale sintetiki ati awọn arabara ara-ara ẹrọ, pẹlu ara-on-a-chip ati awọn roboti laaye. Sibẹsibẹ, awọn idanwo wọnyi le gba awọn ẹdun ihuwasi lati ọdọ awọn onimọ-jinlẹ kan.
• Diẹ ninu awọn ile-iṣẹ imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ ati awọn ile-iṣẹ biopharma ṣe idoko-owo nla ni awọn ipilẹṣẹ isedale sintetiki lati yara-yara oogun ati awọn idagbasoke itọju ailera.
• Ilọtuntun ati awọn iwadii ti o pọ si ni ṣiṣatunṣe jiini bi awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣe kọ diẹ sii nipa awọn Jiini ati bii wọn ṣe le ṣe afọwọyi.
• Awọn ilana imudara lori iwadii imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ lati rii daju awọn iṣe iṣe, aabo aabo iduroṣinṣin mejeeji ati igbẹkẹle gbogbo eniyan.
• Ifarahan ti eto ẹkọ tuntun ati awọn eto ikẹkọ dojukọ lori isedale sintetiki ati awọn fọọmu igbesi aye atọwọda, ni ipese iran ti o tẹle ti awọn onimọ-jinlẹ pẹlu awọn ọgbọn amọja.
• Yipada ni awọn ilana ilera si ọna oogun ti ara ẹni, lilo awọn sẹẹli atọwọda ati isedale sintetiki fun awọn itọju ti a ṣe telo ati awọn iwadii aisan.

Awọn ibeere lati ronu

• Ti o ba ṣiṣẹ ni aaye isedale sintetiki, kini awọn anfani miiran ti awọn sẹẹli kekere?
• Bawo ni awọn ajo ati awọn ile-iṣẹ ṣe le ṣiṣẹ papọ lati ṣe ilosiwaju isedale sintetiki?