Snellere gensynteze: Syntetyske DNA kin de kaai wêze foar bettere sûnenssoarch

• Skriuwer:
• Namme fan auteur

  Quantumrun Foresight
• Jannewaris 16, 2023

Ynsjoch gearfetting

De gemyske synteze fan DNA en har gearstalling yn genen, circuits, en sels hiele genomen hawwe revolúsjonearre molekulêre biology. Dizze techniken hawwe it mooglik makke om te ûntwerpen, te bouwen, te testen, te learen fan flaters en de syklus te werheljen oant it winske resultaat is berikt. Dizze oanpak is it hert fan syntetyske biologyske ynnovaasje. 

Faster genesynteze kontekst

Synteze feroaret digitale genetyske koade yn molekulêre DNA, sadat ûndersikers grutte hoemannichten genetysk materiaal kinne oanmeitsje en produsearje. De beskikbere DNA-gegevens binne útwreide troch technologyen foar folgjende generaasje sequencing (NGS). Dizze ûntjouwing hat laat ta in tanimming fan biologyske databases mei DNA-sekwinsjes fan elk organisme en miljeu. Undersikers kinne no dizze sekwinsjes makliker ekstrahearje, analysearje en wizigje troch de gruttere effisjinsje yn software foar bioinformatika.

Hoe mear biologyske ynformaasje wittenskippers hawwe fan 'e "beam fan it libben" (it netwurk fan genomen), hoe better se begripe hoe't libbene dingen genetysk besibbe binne. Folgjende-generaasje sequencing hat ús holpen om better te begripen sykten, it mikrobiom, en it genetyske ferskaat fan organismen. Dizze sekwinsjeboom lit ek nije wittenskiplike dissiplines, lykas metabolike yngenieur en syntetyske biology, groeie. Tagong ta dizze ynformaasje is net allinich it ferbetterjen fan hjoeddeistige diagnostyk en terapyen, mar makket ek it paad foar nije medyske trochbraken dy't in bliuwende ynfloed sille hawwe op minsklike sûnens. 

Derneist hat syntetyske biology it potensjeel om in protte gebieten te beynfloedzjen, lykas it meitsjen fan nije medisinen, materialen en fabrikaazjeprosessen. Benammen gensynteze is ien fan 'e kânsrike technologyen dy't helpe by it bouwen en feroarjen fan genetyske sekwinsjes heul fluch, wat liedt ta ûntdekkingen fan nije biologyske funksjes. Bygelyks, biologen oerdrage genen faak oer organismen om genetyske hypotezen te testen of monsterorganismen unike eigenskippen of mooglikheden te jaan.

Disruptive ynfloed

Gemysk syntetisearre koarte DNA-sekwinsjes binne essensjeel om't se alsidich binne. Se kinne brûkt wurde yn ûndersykslaboratoaria, sikehuzen en yndustry. Se waarden bygelyks brûkt om it COVID-19-firus te identifisearjen. Phosphoramidites binne needsaaklike boustiennen yn 'e produksje fan DNA-sekwinsjes, mar se binne ynstabyl en brekke fluch.

Yn 2021 ûntwikkele wittenskipper Alexander Sandahl in nije patintearre manier om dizze boublokken fluch en effisjint te produsearjen foar DNA-produksje, en it proses signifikant fersnelle foardat dizze komponinten disintegreare. De DNA-sekwinsjes wurde oligonukleotiden neamd, in protte brûkt foar it identifisearjen fan sykten, it meitsjen fan medisinen, en oare medyske en biotechnologyske tapassingen. 

Ien fan 'e liedende biotechbedriuwen dy't spesjalisearje yn syntetyske DNA-fabryk is Twist Bioscience yn 'e Feriene Steaten. It bedriuw ferbynt oligonukleotiden byinoar om genen te meitsjen. De priis foar oligo's nimt ôf, lykas de tiid dy't it nimt om se te meitsjen. Fanôf 2022 binne de kosten foar it ûntwikkeljen fan DNA-basepearen mar njoggen sinten. 

It syntetyske DNA fan Twist kin online wurde besteld en yn dagen nei in laboratoarium stjoerd wurde, wêrnei't it wurdt brûkt om doelmolekulen te meitsjen, dy't de boustiennen binne foar nije iten, dongstoffen, yndustriële produkten en medisinen. Ginkgo Bioworks, in sel-technykbedriuw wurdearre op USD $ 25 miljard, is ien fan 'e wichtichste klanten fan Twist. Underwilens lansearre Twist yn 2022 twa syntetyske DNA-kontrôles foar it minsklik monkeypoxfirus om ûndersikers te helpen faksins en behannelingen te ûntwikkeljen. 

Gefolgen fan flugger gensynteze

Widere gefolgen fan rappere gensynteze kinne omfetsje: 

• De fersnelde identifikaasje fan firussen dy't pandemy en epidemyen feroarsaakje, wat liedt ta de mear tiidige ûntwikkeling fan faksins.
• Mear biotechs en startups dy't har rjochtsje op gensynthesetechnologyen yn gearwurking mei biopharma-bedriuwen.
• Oerheden dy't racen om te ynvestearjen yn har respektive syntetyske DNA-labs om medisinen en yndustriële materialen te ûntwikkeljen.
• De kosten fan syntetyske DNA wurde leger, wat liedt ta de demokratisearring fan genetysk ûndersyk. Dizze trend kin ek liede ta mear biohackers dy't op harsels eksperimintearje wolle.
• Ferhege genetysk ûndersyk resulteart yn rapper ûntjouwings yn genbewurkings- en terapytechnologyen, lykas CRISPR/Cas9.

Fragen om te beskôgje

• Wat binne de oare foardielen fan massa-produsearjen fan syntetyske DNA?
• Hoe moatte oerheden dizze sektor regelje sadat it etysk bliuwt?