On-demand molekulak: erraz eskura daitezkeen molekulen katalogoa

IRUDIAREN KREDITUA:
Irudiaren kreditu
iStock

On-demand molekulak: erraz eskura daitezkeen molekulen katalogoa

On-demand molekulak: erraz eskura daitezkeen molekulen katalogoa

Azpitituluaren testua
Bizitza zientzien enpresek biologia sintetikoa eta ingeniaritza genetikoaren aurrerapenak erabiltzen dituzte beharren arabera edozein molekula sortzeko.
    • Egilea:
    • Egilearen izena
      Quantumrun Prospektiba
    • Abenduaren 22, 2022

    Ikuspegiaren laburpena

    Biologia sintetikoa sortzen ari den bizitzaren zientzia bat da, biologiari ingeniaritza-printzipioak aplikatzen dizkiona pieza eta sistema berriak sortzeko. Farmakoen aurkikuntzan, biologia sintetikoak tratamendu medikoa iraultzeko ahalmena du, eskaeraren araberako molekulak sortuz. Molekula hauen epe luzerako ondorioen artean adimen artifiziala erabiltzea sorkuntza-prozesua bizkortzeko eta biofarmazia-enpresek gora egiten ari den merkatu honetan inbertsio handia egin dezakete.

    Eskaeraren araberako molekulen testuingurua

    Ingeniaritza metabolikoari esker, zientzialariek ingeniaritza-zelulak erabil ditzakete molekula berri eta iraunkorrak sortzeko, hala nola bioerregai berriztagarriak edo minbizia prebenitzeko sendagaiak. Ingeniaritza metabolikoak eskaintzen dituen aukera ugariekin, Munduko Ekonomia Foroak "Top Ten Emerging Technologies"en artean hartu zuen 2016an. Gainera, biologia industrializatuak bioproduktu eta material berriztagarriak garatzen laguntzea, laboreak hobetzea eta berriak ahalbidetzea espero da. aplikazio biomedikoak.

    Biologia sintetikoak edo laborategiak sortutako biologiaren helburu nagusia ingeniaritza-printzipioak erabiltzea da ingeniaritza genetikoa eta metabolikoa hobetzeko. Biologia sintetikoak zeregin ez-metabolikoak ere barne hartzen ditu, hala nola, malaria duten eltxoak edo ongarri kimikoak ordezkatu ditzaketen mikrobiomak desagerrarazten dituzten aldaketa genetikoak. Diziplina hau azkar hazten ari da, errendimendu handiko fenotipizazioan (maketa edo ezaugarri genetikoak ebaluatzeko prozesua), DNAren sekuentziazio eta sintesi gaitasunak bizkortuz eta CRISPR-k gaitutako edizio genetikoko aurrerapenek lagunduta.

    Teknologia hauek aurrera egin ahala, ikertzaileen gaitasunak ere doaz ikerketa mota guztietarako eskatutako molekulak eta mikrobioak sortzeko. Bereziki, ikaskuntza automatikoa (ML) tresna eraginkorra da, molekula sintetikoen sorrera bizkortu dezakeena, sistema biologiko batek nola jokatuko duen aurreikusiz. Datu esperimentaletan ereduak ulertuta, ML-k iragarpenak eman ditzake nola funtzionatzen duen ulertzeko beharrik gabe.

    Eragin disruptiboa

    Eskatzen diren molekulek sendagaien aurkikuntzan erakusten dute potentzial handiena. Droga-helburua proteinetan oinarritutako molekula bat da, gaixotasunaren sintomak eragiten dituena. Drogak molekula horien gainean eragiten dute gaixotasunaren sintomak eragiten dituzten funtzioak aldatzeko edo geldiarazteko. Balizko sendagaiak aurkitzeko, zientzialariek sarritan alderantzizko metodoa erabiltzen dute, zeinak erreakzio ezagun bat aztertzen baitu funtzio horretan zein molekulek parte hartzen duten zehazteko. Teknika honi xede dekonboluzio deritzo. Azterketa kimiko eta mikrobiologiko konplexuak behar ditu nahi den funtzioa zein molekula betetzen duen zehazteko.

    Botiken aurkikuntzan biologia sintetikoak zientzialariei tresna berriak diseinatzeko aukera ematen die gaixotasunen mekanismoak maila molekularrean ikertzeko. Horretarako modu bat zirkuitu sintetikoak diseinatzea da, hau da, zelula mailan zein prozesu gertatzen ari diren jakiteko sistema bizidunak. Drogen aurkikuntzaren biologia sintetikoko hurbilketa hauek, genomaren meatzaritza bezala ezagutzen dena, medikuntza irauli dute.

    Eskariaren araberako molekulak eskaintzen dituen enpresa baten adibide bat Frantzian oinarritutako GreenPharma da. Konpainiaren gunearen arabera, Greenpharma-k produktu kimikoak sortzen ditu farmazia, kosmetika, nekazaritza eta kimiko fina industriarako prezio merkean. Sintesi molekula pertsonalizatuak sortzen dituzte gramotik miligramo mailan. Enpresak bezero bakoitzari izendatutako proiektu-kudeatzaile bat (Ph.D.) eta ohiko txostenen tarteak eskaintzen dizkio. Zerbitzu hau eskaintzen duen bizitza zientzietako beste enpresa bat Kanadan oinarritutako OTAVAChemicals da, eskaeraren araberako 12 milioi molekula erabilgarri dituen bilduma bat, hogeita hamar mila eraikuntza-blokeetan eta 44 barne-erreakziotan oinarrituta. 

    Eskaeraren araberako molekulen inplikazioak

    Eskaeraren araberako molekulen ondorio zabalagoak izan daitezke: 

    • Bizitza zientzien enpresak adimen artifizialean eta MLn inbertitzen ditu datu-baseetan gehitzeko molekula eta osagai kimiko berriak aurkitzeko.
    • Molekulak eskuratzeko errazago duten enpresa gehiagok gehiago arakatzeko eta produktuak eta tresnak garatzeko behar dira. 
    • Zientzialari batzuek araudi edo estandarrak eskatzen dituzte enpresek ez dituztela molekula batzuk erabiltzen legez kanpoko ikerketa eta garapenerako.
    • Biofarmako enpresek beren ikerketa-laborategietan inbertitzen dute eskaeraren araberako eta mikrobioen ingeniaritza beste bioteknologia-enpresa eta ikerketa-erakunde batzuen zerbitzu gisa.
    • Biologia sintetikoak ebakuntzak egin eta terapia genetikoak emateko robot biziak eta nanopartikulak garatzeko aukera ematen du.
    • Hornikuntza kimikoetarako merkatu birtualetan konfiantza areagotu da, enpresei molekula zehatzak azkar atera eta lortzeko aukera emanez, haien eraginkortasun operatiboa hobetuz eta produktu berrien merkaturatzeko denbora murriztuz.
    • Biologia sintetikoaren inplikazio etikoak eta segurtasun kezkak kudeatzeko politikak ezartzen dituzten gobernuek, batez ere, robot biziak eta aplikazio medikoetarako nanopartikulak garatzeko testuinguruan.
    • Hezkuntza-erakundeek curriculumak berrikusten dituzte biologia sintetikoan eta zientzia molekularretan gai aurreratuagoak txertatzeko, hurrengo zientzialarien belaunaldia arlo hauetan sortzen ari diren erronka eta aukeretarako prestatzen.

    Kontuan hartu beharreko galderak

    • Zeintzuk dira eskatutako molekulen beste erabilera-kasu potentzial batzuk?
    • Nola alda dezake bestela zerbitzu honek ikerketa eta garapen zientifikoa?

    Insight erreferentziak

    Ikuspegi honetarako honako lotura ezagun eta instituzional hauei erreferentzia egin zaie: