Kloning og syntetisering af vira: En hurtigere måde at forhindre fremtidige pandemier på

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• September 29, 2022

Oversigt over indsigt

Virussygdomme har ført til fremskridt inden for viruskloning til hurtig identifikation og vaccineudvikling. Mens nyere forskning omfatter innovative metoder som at bruge gær til SARS-CoV-2-replikation, fortsætter bekymringen over sikkerhed og biologisk krigsførelse. Denne udvikling kan også drive fremskridt inden for personlig medicin, landbrug og uddannelse og forme en fremtid med bedre forberedte sundheds- og bioteknologisektorer.

Kloning og syntetisering af vira kontekst

Virussygdomme har konsekvent udgjort en trussel mod mennesker. Disse højpatogene infektioner har forårsaget megen lidelse gennem historien, og de har ofte spillet en central rolle i udfaldet af krige og andre verdensbegivenheder. Beretninger om virale udbrud, såsom kopper, mæslinger, HIV (humant immundefektvirus), SARS-CoV (svært akut respiratorisk syndrom coronavirus), influenzavirus fra 1918 og andre dokumenterer de ødelæggende virkninger af disse sygdomme. Disse virale udbrud har fået forskere verden over til at klone og syntetisere vira for hurtigt at identificere dem og producere effektive vacciner og modgift. 

Da COVID-19-pandemien brød ud i 2020, brugte globale forskere kloning til at studere virussens genetiske sammensætning. Forskere kan sy DNA-fragmenter for at replikere et viralt genom og introducere dem i bakterier. Denne metode er dog ikke ideel til alle vira - især coronavirus. Fordi coronavirus har store genomer, gør dette det vanskeligt for bakterier at replikere effektivt. Derudover kan dele af genomet være ustabile eller giftige for bakterier - selvom årsagen endnu ikke er fuldt ud forstået. 

I modsætning hertil fremmer kloning og syntetisering af vira indsatsen for biologisk krigsførelse (BW). Biologisk krigsførelse frigiver mikroorganismer eller gifte, der har til hensigt at dræbe, deaktivere eller skræmme fjenden, mens de også ødelægger nationale økonomier i små doser. Disse mikroorganismer er klassificeret som masseødelæggelsesvåben, fordi selv små mængder kan forårsage mange ofre. 

Forstyrrende påvirkning

I 2020, i kapløbet om at udvikle en vaccine eller behandling mod COVID-19, vendte forskere fra det schweiziske universitet i Bern sig til et usædvanligt værktøj: gær. I modsætning til andre vira kan SARS-CoV-2 ikke dyrkes i humane celler i laboratoriet, hvilket gør det udfordrende at studere. Men holdet udviklede en hurtig og effektiv metode til kloning og syntetisering af virussen ved hjælp af gærceller.

Processen, beskrevet i et papir offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature, brugte transformationsassocieret rekombination (TAR) til at fusionere korte DNA-fragmenter til hele kromosomer i gærceller. Denne teknik gjorde det muligt for forskere hurtigt og nemt at replikere virusgenomet. Metoden er blevet brugt til at klone en version af virussen, der koder for et fluorescerende reporterprotein, hvilket gør det muligt for forskere at screene potentielle lægemidler for deres evne til at blokere virussen.

Selvom denne opdagelse giver mange fordele i forhold til traditionelle kloningsmetoder, har den også risici. Kloning af vira i gær kan føre til spredning af gærinfektioner hos mennesker, og der er risiko for, at en konstrueret virus kan flygte fra et laboratorium. Ikke desto mindre mener videnskabsmænd, at kloningsprocessen tilbyder et kraftfuldt værktøj til hurtigt at replikere vira og udvikle effektive behandlinger eller vacciner. Derudover undersøger forskere implementeringen af ​​TAR til at klone andre vira, herunder MERS (Middle East Respiratory Syndrome) og Zika.

Implikationer af kloning og syntese af vira

Bredere implikationer af kloning og syntese af vira kan omfatte: 

• Fortsat forskning i nye vira, der gør det muligt for regeringer at forberede sig på potentielle epidemier eller pandemier.
• Biopharma hurtig-tracking medicin udvikling og produktion mod virussygdomme.
• Den stigende brug af viruskloning til at identificere biologiske våben. Nogle organisationer kan dog gøre det samme for at udvikle bedre kemiske og biologiske giftstoffer.
• Regeringer bliver i stigende grad presset til at være gennemsigtige omkring deres offentligt finansierede virologiundersøgelser og replikationen, der udføres i deres laboratorier, herunder beredskabsplaner for, hvornår/hvis disse vira slipper ud.
• Større offentlige og private investeringer i viruskloningsforskning. Disse projekter kan føre til øget beskæftigelse i sektoren.
• Ekspansion inden for personlig medicin, skræddersy behandlinger til individuelle genetiske profiler og øger effektiviteten af ​​virale terapier.
• Udvikling af mere præcise landbrugsbiokontrolmetoder, der potentielt reducerer afhængigheden af ​​kemiske pesticider og fremmer bæredygtigt landbrug.
• Uddannelsesinstitutioner, der inkorporerer avanceret bioteknologi i læseplaner, hvilket fører til en mere kvalificeret arbejdsstyrke inden for virologi og genetik.

Spørgsmål at overveje

• Hvordan tror du ellers, at kloning af vira kan fremskynde undersøgelser af virussygdomme?
• Hvad er de andre mulige farer ved at reproducere vira i laboratoriet?