Síntesi gènica més ràpida: l'ADN sintètic podria ser la clau per a una millor assistència sanitària

• autor:
• nom de l'autor

  Previsió de Quantumrun
• Gener 16, 2023

Resum d'informació

La síntesi química de l'ADN i el seu muntatge en gens, circuits i fins i tot genomes sencers han revolucionat la biologia molecular. Aquestes tècniques han permès dissenyar, construir, provar, aprendre dels errors i repetir el cicle fins a aconseguir el resultat desitjat. Aquest enfocament es troba al cor de la innovació en biologia sintètica. 

Context de síntesi gènica més ràpida

La síntesi converteix el codi genètic digital en ADN molecular perquè els investigadors puguin crear i produir grans quantitats de material genètic. Les dades d'ADN disponibles s'han ampliat gràcies a les tecnologies de seqüenciació de nova generació (NGS). Aquest desenvolupament ha donat lloc a un augment de les bases de dades biològiques que contenen seqüències d'ADN de cada organisme i entorn. Els investigadors ara poden extreure, analitzar i modificar aquestes seqüències amb més facilitat gràcies a la major eficiència del programari bioinformàtic.

Com més informació biològica tinguin els científics de l'"arbre de la vida" (la xarxa de genomes), millor entenen com es relacionen genèticament els éssers vius. La seqüenciació de nova generació ens ha ajudat a entendre millor les malalties, el microbioma i la diversitat genètica dels organismes. Aquest auge de seqüències també permet créixer noves disciplines científiques, com l'enginyeria metabòlica i la biologia sintètica. L'accés a aquesta informació no només està millorant els diagnòstics i terapèutics actuals, sinó que també està obrint el camí per a nous avenços mèdics que tindran un impacte durador en la salut humana. 

A més, la biologia sintètica té el potencial d'afectar moltes àrees, com ara la creació de nous medicaments, materials i processos de fabricació. En particular, la síntesi gènica és una de les tecnologies prometedores que ajuden a construir i canviar seqüències genètiques molt ràpidament, donant lloc al descobriment de noves funcions biològiques. Per exemple, els biòlegs sovint transfereixen gens entre organismes per provar hipòtesis genètiques o donar als organismes de mostra trets o capacitats úniques.

Impacte disruptiu

Les seqüències d'ADN curtes sintetitzades químicament són essencials perquè són versàtils. Es poden utilitzar en laboratoris de recerca, hospitals i indústria. Per exemple, es van utilitzar per identificar el virus COVID-19. Les fosforamidites són elements bàsics necessaris en la producció de seqüències d'ADN, però són inestables i es trenquen ràpidament.

El 2021, el científic Alexander Sandahl va desenvolupar una nova manera patentada de fabricar de manera ràpida i eficient aquests blocs de construcció per a la producció d'ADN, accelerant significativament el procés abans que aquests components es desintegren. Les seqüències d'ADN s'anomenen oligonucleòtids, molt utilitzades per identificar malalties, fabricar fàrmacs i altres aplicacions mèdiques i biotecnològiques. 

Una de les principals empreses biotecnològiques especialitzades en la fabricació d'ADN sintètic és Twist Bioscience, amb seu als Estats Units. L'empresa enllaça oligonucleòtids per crear gens. El preu dels oligos està baixant, així com el temps que triga a fer-los. A partir del 2022, el cost per desenvolupar parells de bases d'ADN és de només nou cèntims. 

L'ADN sintètic de Twist es pot demanar en línia i enviar-lo a un laboratori en dies, després de la qual cosa s'utilitza per crear molècules diana, que són els elements bàsics per a nous aliments, fertilitzants, productes industrials i medicaments. Ginkgo Bioworks, una empresa d'enginyeria cel·lular valorada en 25 milions de dòlars, és un dels principals clients de Twist. Mentrestant, el 2022, Twist va llançar dos controls d'ADN sintètic per al virus de la verola humana per ajudar els investigadors a desenvolupar vacunes i tractaments. 

Implicacions d'una síntesi gènica més ràpida

Les implicacions més àmplies d'una síntesi gènica més ràpida poden incloure: 

• La identificació accelerada de virus que causen pandèmies i epidèmies, que condueix al desenvolupament més oportú de vacunes.
• Més biotecnologies i startups centrades en tecnologies de síntesi gènica en col·laboració amb empreses biofarmacèutiques.
• Els governs corren per invertir en els seus respectius laboratoris d'ADN sintètic per desenvolupar medicaments i materials industrials.
• El cost de l'ADN sintètic cada cop més baix, la qual cosa condueix a la democratització de la investigació genètica. Aquesta tendència també pot conduir a més biohackers que vulguin experimentar amb ells mateixos.
• Augment de la investigació genètica que es tradueix en desenvolupaments més ràpids en tecnologies d'edició i teràpia gènica, com CRISPR/Cas9.

Preguntes a tenir en compte

• Quins són els altres beneficis de la producció massiva d'ADN sintètic?
• Com haurien de regular els governs aquest sector perquè es mantingui ètic?