Վիրուսների կլոնավորում և սինթեզավորում. ապագա համաճարակները կանխելու ավելի արագ միջոց

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Սեպտեմբեր 29, 2022

Insight ամփոփում

Վիրուսային հիվանդությունները հանգեցրել են վիրուսների կլոնավորման առաջընթացի՝ արագ նույնականացման և պատվաստանյութերի մշակման համար: Չնայած վերջին հետազոտությունները ներառում են նորարարական մեթոդներ, ինչպիսիք են խմորիչի օգտագործումը SARS-CoV-2-ի վերարտադրության համար, անվտանգության և կենսաբանական պատերազմի վերաբերյալ մտահոգությունները պահպանվում են: Այս զարգացումները կարող են նաև առաջխաղացումներ առաջացնել անհատականացված բժշկության, գյուղատնտեսության և կրթության ոլորտներում՝ կերտելով ապագա ավելի լավ պատրաստված առողջապահության և կենսատեխնոլոգիայի ոլորտներում:

Վիրուսների համատեքստի կլոնավորում և սինթեզավորում

Վիրուսային հիվանդությունները մշտապես վտանգ են ներկայացնում մարդկանց համար։ Այս խիստ պաթոգեն վարակները պատմության ընթացքում շատ տառապանքներ են պատճառել՝ հաճախ առանցքային դեր խաղալով պատերազմների և այլ համաշխարհային իրադարձությունների արդյունքներում: Վիրուսային բռնկումների մասին, ինչպիսիք են ջրծաղիկը, կարմրուկը, ՄԻԱՎ-ը (մարդու իմունային անբավարարության վիրուսը), SARS-CoV-ը (սուր շնչառական համախտանիշի կորոնավիրուսը), 1918 թվականի գրիպի վիրուսը և այլն, փաստում են այս հիվանդությունների կործանարար հետևանքները: Այս վիրուսային բռնկումները ստիպել են ամբողջ աշխարհի գիտնականներին կլոնավորել և սինթեզել վիրուսները՝ դրանք արագ հայտնաբերելու և արդյունավետ պատվաստանյութեր և հակաթույններ արտադրելու համար: 

Երբ 19 թվականին բռնկվեց COVID-2020 համաճարակը, համաշխարհային հետազոտողները օգտագործեցին կլոնավորում՝ ուսումնասիրելու վիրուսի գենետիկական կազմը: Գիտնականները կարող են կարել ԴՆԹ-ի բեկորները՝ վիրուսի գենոմը կրկնօրինակելու և դրանք բակտերիաների մեջ ներմուծելու համար: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը իդեալական չէ բոլոր վիրուսների, հատկապես՝ կորոնավիրուսների համար: Քանի որ կորոնավիրուսներն ունեն մեծ գենոմներ, դա դժվարացնում է բակտերիաների արդյունավետ բազմացումը: Բացի այդ, գենոմի մասերը կարող են անկայուն կամ թունավոր լինել բակտերիաների համար, թեև դրա պատճառը դեռ լիովին պարզված չէ: 

Ի հակադրություն, վիրուսների կլոնավորումն ու սինթեզումը առաջ են մղում կենսաբանական պատերազմի (BW) ջանքերը: Կենսաբանական պատերազմն արտազատում է միկրոօրգանիզմներ կամ թույներ, որոնք մտադիր են սպանել, հաշմանդամություն անել կամ սարսափեցնել թշնամուն, միևնույն ժամանակ չնչին չափաբաժիններով ավերել ազգային տնտեսությունները: Այս միկրոօրգանիզմները դասակարգվում են որպես զանգվածային ոչնչացման զենքեր, քանի որ նույնիսկ փոքր քանակությամբ կարող են հանգեցնել բազմաթիվ զոհերի: 

Խանգարող ազդեցություն

2020 թվականին, COVID-19-ի դեմ պատվաստանյութ կամ բուժում մշակելու մրցավազքում, Շվեյցարիայում գործող Բեռնի համալսարանի գիտնականները դիմեցին անսովոր գործիքի՝ խմորիչի: Ի տարբերություն այլ վիրուսների, SARS-CoV-2-ը չի կարող աճեցվել լաբորատորիայում գտնվող մարդու բջիջներում, ինչը դժվարացնում է դրա ուսումնասիրությունը: Սակայն թիմը մշակել է վիրուսի կլոնավորման և սինթեզման արագ և արդյունավետ մեթոդ՝ օգտագործելով խմորիչ բջիջները:

Գործընթացը, որը նկարագրված է Nature գիտական ​​ամսագրում հրապարակված հոդվածում, օգտագործեց փոխակերպման հետ կապված ռեկոմբինացիա (TAR)՝ միաձուլելու ԴՆԹ-ի կարճ բեկորները խմորիչ բջիջների ամբողջական քրոմոսոմների մեջ: Այս տեխնիկան գիտնականներին թույլ է տվել արագ և հեշտությամբ վերարտադրել վիրուսի գենոմը: Մեթոդն օգտագործվել է վիրուսի այն տարբերակը կլոնավորելու համար, որը կոդավորում է լյումինեսցենտ ռեպորտաժային սպիտակուցը, որը թույլ է տալիս գիտնականներին ստուգել պոտենցիալ դեղամիջոցները վիրուսն արգելափակելու ունակության համար:

Թեև այս հայտնագործությունը շատ առավելություններ է տալիս ավանդական կլոնավորման մեթոդների նկատմամբ, այն նաև ռիսկեր ունի: Խմորիչի մեջ վիրուսների կլոնավորումը կարող է հանգեցնել մարդկանց մոտ խմորիչ վարակների տարածմանը, և վտանգ կա, որ մշակված վիրուսը կարող է փախչել լաբորատորիայից: Այնուամենայնիվ, գիտնականները կարծում են, որ կլոնավորման գործընթացը հզոր գործիք է տալիս վիրուսներն արագ վերարտադրելու և արդյունավետ բուժման կամ պատվաստանյութերի մշակման համար: Բացի այդ, հետազոտողները ուսումնասիրում են TAR-ի ներդրումը այլ վիրուսների, այդ թվում՝ MERS-ի (Մերձավոր Արևելքի շնչառական համախտանիշ) և Զիկա վիրուսների կլոնավորման համար:

Վիրուսների կլոնավորման և սինթեզման հետևանքները

Վիրուսների կլոնավորման և սինթեզման ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել. 

• Շարունակելով հետազոտությունը առաջացող վիրուսների վերաբերյալ՝ հնարավորություն տալով կառավարություններին նախապատրաստվել պոտենցիալ համաճարակների կամ համաճարակների:
• Biopharma-ի արագ հետևող դեղամիջոցների մշակում և արտադրություն վիրուսային հիվանդությունների դեմ:
• Կենսաբանական զենքի նույնականացման համար վիրուսների կլոնավորման աճող օգտագործումը: Այնուամենայնիվ, որոշ կազմակերպություններ կարող են նույնը անել՝ ավելի լավ քիմիական և կենսաբանական թույներ մշակելու համար:
• Կառավարությունների վրա ավելի ու ավելի է ճնշում գործադրվում, որպեսզի թափանցիկ լինեն իր հանրային ֆինանսավորվող վիրուսաբանական ուսումնասիրությունների և իրենց լաբորատորիաներում իրականացվող վերարտադրության վերաբերյալ, ներառյալ արտակարգ իրավիճակների պլանները, երբ/եթե այդ վիրուսները փախչեն:
• Ավելի մեծ պետական ​​և մասնավոր ներդրումներ վիրուսների կլոնավորման հետազոտության մեջ: Այս ծրագրերը կարող են հանգեցնել ոլորտում զբաղվածության ավելացման:
• Անհատականացված բժշկության ոլորտում ընդլայնում, բուժում անհատական ​​գենետիկական պրոֆիլներին համապատասխանեցնելու և վիրուսային թերապիայի արդյունավետության բարձրացմանը:
• Գյուղատնտեսական կենսահսկողության ավելի ճշգրիտ մեթոդների մշակում, որը պոտենցիալ կերպով նվազեցնում է կախվածությունը քիմիական թունաքիմիկատներից և խթանում կայուն գյուղատնտեսությունը:
• Ուսումնական հաստատություններ, որոնք ներառում են առաջադեմ կենսատեխնոլոգիաներ ուսումնական ծրագրերում, ինչը հանգեցնում է վիրուսաբանության և գենետիկայի ավելի հմուտ աշխատուժի:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Ի՞նչ եք կարծում, այլ կերպ ինչպե՞ս կարող են վիրուսների կլոնավորումը արագացնել վիրուսային հիվանդությունների ուսումնասիրությունները:
• Որո՞նք են լաբորատորիայում վիրուսների վերարտադրման այլ հնարավոր վտանգները: