Клонирање и синтетизација вируса: Бржи начин за спречавање будућих пандемија

• Аутор:
• ime аутора

  Куантумрун Форесигхт
• Септембар 29, 2022

Сажетак увида

Вирусне болести су довеле до напретка у клонирању вируса за брзу идентификацију и развој вакцине. Иако недавна истраживања укључују иновативне методе као што је коришћење квасца за репликацију САРС-ЦоВ-2, забринутост око безбедности и биолошког ратовања и даље постоји. Овај развој би такође могао да подстакне напредак у персонализованој медицини, пољопривреди и образовању, обликујући будућност са боље припремљеним здравственим и биотехнолошким секторима.

Контекст клонирања и синтезе вируса

Вирусне болести су стално представљале претњу за људска бића. Ове високо патогене инфекције изазвале су много патње током историје, често играјући кључну улогу у исходу ратова и других светских догађаја. Извештаји о епидемијама вируса, попут малих богиња, малих богиња, ХИВ-а (вирус хумане имунодефицијенције), САРС-ЦоВ (корона вирус тешког акутног респираторног синдрома), вируса грипа из 1918. и других, документују разорне последице ових болести. Ове епидемије вируса навеле су научнике широм света да клонирају и синтетишу вирусе како би их брзо идентификовали и произвели ефикасне вакцине и антидоте. 

Када је 19. избила пандемија ЦОВИД-2020, глобални истраживачи су користили клонирање да би проучили генетски састав вируса. Научници могу спојити фрагменте ДНК да би реплицирали вирусни геном и увели их у бактерије. Међутим, овај метод није идеалан за све вирусе — посебно за коронавирусе. Пошто коронавируси имају велике геноме, то отежава бактеријама да се ефикасно размножавају. Поред тога, делови генома могу бити нестабилни или токсични за бактерије - иако разлог још није у потпуности схваћен. 

Насупрот томе, клонирање и синтетизација вируса унапређују напоре биолошког ратовања (БВ). Биолошки рат ослобађа микроорганизме или отрове који намеравају да убију, онеспособе или застраше непријатеља, док истовремено уништавају националне економије у малим дозама. Ови микроорганизми су класификовани као оружје за масовно уништење јер чак и мале количине могу изазвати много жртава. 

Ометајући утицај

2020. године, у трци за развој вакцине или третмана за ЦОВИД-19, научници са швајцарског Универзитета у Берну окренули су се необичном алату: квасцу. За разлику од других вируса, САРС-ЦоВ-2 се не може узгајати у људским ћелијама у лабораторији, што га чини изазовним за проучавање. Али тим је развио брз и ефикасан метод клонирања и синтезе вируса користећи ћелије квасца.

Процес, описан у раду објављеном у научном часопису Натуре, користио је рекомбинацију повезану са трансформацијом (ТАР) за спајање кратких фрагмената ДНК у целе хромозоме у ћелијама квасца. Ова техника је омогућила научницима да брзо и лако реплицирају геном вируса. Метода је коришћена за клонирање верзије вируса која кодира флуоресцентни репортерски протеин, омогућавајући научницима да прегледају потенцијалне лекове због њихове способности да блокирају вирус.

Иако ово откриће нуди многе предности у односу на традиционалне методе клонирања, оно такође има и ризике. Клонирање вируса у квасцу може довести до ширења гљивичних инфекција код људи, а постоји и ризик да би конструисани вирус могао да побегне из лабораторије. Без обзира на то, научници верују да процес клонирања нуди моћан алат за брзо умножавање вируса и развој ефикасних третмана или вакцина. Поред тога, истраживачи истражују примену ТАР-а за клонирање других вируса, укључујући МЕРС (Блискоисточни респираторни синдром) и Зика.

Импликације клонирања и синтезе вируса

Шире импликације клонирања и синтетизације вируса могу укључивати: 

• Наставак истраживања вируса у настајању, омогућавајући владама да се припреме за потенцијалне епидемије или пандемије.
• Биопхарма убрзава развој и производњу лекова против вирусних болести.
• Све већа употреба клонирања вируса за идентификацију биолошког оружја. Међутим, неке организације могу учинити исто да развију боље хемијске и биолошке отрове.
• На владе се све више врши притисак да буду транспарентне у вези са својим јавно финансираним виролошким студијама и репликацијом која се обавља у њиховим лабораторијама, укључујући планове за ванредне ситуације када/ако ови вируси побегну.
• Већа јавна и приватна улагања у истраживање клонирања вируса. Ови пројекти могу довести до повећања запослености у сектору.
• Експанзија у области персонализоване медицине, прилагођавање третмана индивидуалним генетским профилима и повећање ефикасности вирусних терапија.
• Развој прецизнијих пољопривредних метода биоконтроле, потенцијално смањење ослањања на хемијске пестициде и подстицање одрживе пољопривреде.
• Образовне институције које укључују напредну биотехнологију у наставне планове и програме, што доводи до квалификованије радне снаге у вирологији и генетици.

Питања која треба размотрити

• Шта иначе мислите да клонирање вируса може да убрза студије о вирусним болестима?
• Које су друге могуће опасности од размножавања вируса у лабораторији?