માંગ પરના અણુઓ: સરળતાથી ઉપલબ્ધ અણુઓની સૂચિ

• લેખક:
• લેખક નામ

  ક્વોન્ટમરુન અગમચેતી
• ડિસેમ્બર 22, 2022

આંતરદૃષ્ટિનો સારાંશ

સિન્થેટિક બાયોલોજી એ ઉભરતું જીવન વિજ્ઞાન છે જે નવા ભાગો અને સિસ્ટમો બનાવવા માટે જીવવિજ્ઞાનમાં એન્જિનિયરિંગ સિદ્ધાંતો લાગુ કરે છે. દવાની શોધમાં, સિન્થેટીક બાયોલોજીમાં માંગ પરના પરમાણુઓ બનાવીને તબીબી સારવારમાં ક્રાંતિ લાવવાની ક્ષમતા છે. આ પરમાણુઓની લાંબા ગાળાની અસરોમાં સર્જન પ્રક્રિયાને ઝડપી-ટ્રેક કરવા માટે કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તાનો ઉપયોગ કરવાનો અને બાયોફાર્મા કંપનીઓ આ ઉભરતા બજારમાં ભારે રોકાણ કરી શકે છે.

માંગ પરના અણુ સંદર્ભ

મેટાબોલિક એન્જિનિયરિંગ વૈજ્ઞાનિકોને નવીનીકરણીય બાયોફ્યુઅલ અથવા કેન્સર-નિવારણ દવાઓ જેવા નવા અને ટકાઉ અણુઓ બનાવવા માટે એન્જિનિયર્ડ કોષોનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. મેટાબોલિક એન્જિનિયરિંગ ઓફર કરે છે તેવી ઘણી શક્યતાઓ સાથે, તેને 2016 માં વર્લ્ડ ઇકોનોમિક ફોરમ દ્વારા "ટોપ ટેન ઇમર્જિંગ ટેક્નોલોજી"માંની એક ગણવામાં આવી હતી. વધુમાં, ઔદ્યોગિક જીવવિજ્ઞાન નવીનીકરણીય જૈવઉત્પાદનો અને સામગ્રીઓ વિકસાવવામાં મદદ કરે તેવી અપેક્ષા છે, પાકને સુધારવામાં અને નવા ઉત્પાદનને સક્ષમ કરવામાં મદદ કરશે. બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશન્સ.

સિન્થેટિક અથવા લેબ દ્વારા બનાવેલ બાયોલોજીનો પ્રાથમિક ધ્યેય આનુવંશિક અને મેટાબોલિક એન્જિનિયરિંગને સુધારવા માટે એન્જિનિયરિંગ સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરવાનો છે. કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાનમાં બિન-મેટાબોલિક કાર્યોનો પણ સમાવેશ થાય છે, જેમ કે આનુવંશિક ફેરફારો કે જે મેલેરિયા ધરાવતા મચ્છરો અથવા એન્જિનિયર્ડ માઇક્રોબાયોમ્સને દૂર કરે છે જે સંભવિત રીતે રાસાયણિક ખાતરોને બદલી શકે છે. આ શિસ્ત ઝડપથી વધી રહી છે, જે ઉચ્ચ-થ્રુપુટ ફેનોટાઇપિંગ (આનુવંશિક મેકઅપ અથવા લક્ષણોનું મૂલ્યાંકન કરવાની પ્રક્રિયા), DNA ક્રમ અને સંશ્લેષણ ક્ષમતાઓને વેગ આપે છે અને CRISPR-સક્ષમ આનુવંશિક સંપાદન દ્વારા સમર્થિત છે.

જેમ જેમ આ ટેક્નોલોજીઓ આગળ વધે છે, તેમ તેમ તમામ પ્રકારના સંશોધન માટે માંગ પરના પરમાણુઓ અને સૂક્ષ્મજીવાણુઓ બનાવવા માટે સંશોધકોની ક્ષમતાઓ પણ થાય છે. ખાસ કરીને, મશીન લર્નિંગ (ML) એ એક અસરકારક સાધન છે જે જૈવિક પ્રણાલી કેવી રીતે વર્તશે ​​તેની આગાહી કરીને કૃત્રિમ અણુઓના નિર્માણને ઝડપી ટ્રેક કરી શકે છે. પ્રાયોગિક ડેટામાં દાખલાઓને સમજીને, ML તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેની સઘન સમજણની જરૂરિયાત વિના આગાહીઓ આપી શકે છે.

વિક્ષેપકારક અસર

ઑન-ડિમાન્ડ પરમાણુઓ દવાની શોધમાં સૌથી વધુ સંભવિતતા દર્શાવે છે. ડ્રગનું લક્ષ્ય એ પ્રોટીન આધારિત પરમાણુ છે જે રોગના લક્ષણો પેદા કરવામાં ભૂમિકા ભજવે છે. દવાઓ આ પરમાણુઓ પર કાર્ય કરે છે જે રોગના લક્ષણો તરફ દોરી જાય છે તે કાર્યોને બદલવા અથવા બંધ કરે છે. સંભવિત દવાઓ શોધવા માટે, વૈજ્ઞાનિકો વારંવાર વિપરીત પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે, જે તે કાર્યમાં કયા અણુઓ સામેલ છે તે નક્કી કરવા માટે જાણીતી પ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરે છે. આ તકનીકને લક્ષ્ય ડીકોનવોલ્યુશન કહેવામાં આવે છે. કયા પરમાણુ ઇચ્છિત કાર્ય કરે છે તે નિર્ધારિત કરવા માટે તેને જટિલ રાસાયણિક અને માઇક્રોબાયોલોજીકલ અભ્યાસની જરૂર છે.

દવાની શોધમાં કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન વૈજ્ઞાનિકોને મોલેક્યુલર સ્તરે રોગની પદ્ધતિઓની તપાસ કરવા માટે નવલકથા સાધનો ડિઝાઇન કરવા સક્ષમ બનાવે છે. આ કરવાની એક રીત છે સિન્થેટિક સર્કિટ ડિઝાઇન કરીને, જે જીવંત પ્રણાલીઓ છે જે સેલ્યુલર સ્તરે કઈ પ્રક્રિયાઓ થઈ રહી છે તેની સમજ આપી શકે છે. દવાની શોધ માટેના આ કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાનના અભિગમો, જેને જીનોમ માઇનિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેણે દવામાં ક્રાંતિ લાવી છે.

માંગ પરના પરમાણુઓ પ્રદાન કરતી કંપનીનું ઉદાહરણ ફ્રાન્સ સ્થિત ગ્રીનફાર્મા છે. કંપનીની સાઇટ અનુસાર, ગ્રીનફાર્મા ફાર્માસ્યુટિકલ, કોસ્મેટિક, કૃષિ અને ફાઇન કેમિકલ ઉદ્યોગો માટે પોસાય તેવા ભાવે રસાયણો બનાવે છે. તેઓ ગ્રામ થી મિલિગ્રામ સ્તરે વૈવિધ્યપૂર્ણ સંશ્લેષણ પરમાણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે. પેઢી દરેક ક્લાયન્ટને નિયુક્ત પ્રોજેક્ટ મેનેજર (Ph.D.) અને નિયમિત રિપોર્ટિંગ અંતરાલ પ્રદાન કરે છે. અન્ય લાઇફ સાયન્સ ફર્મ કે જે આ સેવા પ્રદાન કરે છે તે કેનેડા સ્થિત OTAVAChemicals છે, જે ત્રીસ હજાર બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ અને 12 ઇન-હાઉસ પ્રતિક્રિયાઓ પર આધારિત 44 બિલિયન સુલભ ઑન-ડિમાન્ડ પરમાણુઓનો સંગ્રહ ધરાવે છે. 

માંગ પરના અણુઓની અસરો

ઑન-ડિમાન્ડ પરમાણુઓની વ્યાપક અસરોમાં શામેલ હોઈ શકે છે: 

• લાઇફ સાયન્સ ફર્મ આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ અને MLમાં રોકાણ કરી રહી છે જેથી નવા અણુઓ અને રાસાયણિક ઘટકોને તેમના ડેટાબેઝમાં ઉમેરવામાં આવે.
• વધુ અન્વેષણ કરવા અને ઉત્પાદનો અને સાધનો વિકસાવવા માટે જરૂરી પરમાણુઓની સરળ ઍક્સેસ ધરાવતી વધુ કંપનીઓ. 
• કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો નિયમો અથવા ધોરણો માટે બોલાવે છે તેની ખાતરી કરવા માટે કે કંપનીઓ ગેરકાયદેસર સંશોધન અને વિકાસ માટે કેટલાક પરમાણુઓનો ઉપયોગ કરી રહી નથી.
• બાયોફાર્મા કંપનીઓ અન્ય બાયોટેક કંપનીઓ અને સંશોધન સંસ્થાઓ માટે સેવા તરીકે માંગ પર અને માઇક્રોબ એન્જિનિયરિંગને સક્ષમ કરવા માટે તેમની સંશોધન લેબમાં ભારે રોકાણ કરે છે.
• કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન જીવંત રોબોટ્સ અને નેનોપાર્ટિકલ્સના વિકાસ માટે પરવાનગી આપે છે જે સર્જરી કરી શકે છે અને આનુવંશિક ઉપચાર આપી શકે છે.
• રાસાયણિક પુરવઠા માટે વર્ચ્યુઅલ બજારો પર નિર્ભરતામાં વધારો, વ્યવસાયોને ઝડપથી સ્ત્રોત અને ચોક્કસ પરમાણુઓ મેળવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે, તેમની કાર્યક્ષમતા વધારે છે અને નવા ઉત્પાદનો માટે માર્કેટ-ટુ-માર્કેટનો સમય ઘટાડે છે.
• સરકારો કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાનની નૈતિક અસરો અને સલામતીની ચિંતાઓનું સંચાલન કરવા માટે નીતિઓ ઘડે છે, ખાસ કરીને તબીબી એપ્લિકેશનો માટે જીવંત રોબોટ્સ અને નેનોપાર્ટિકલ્સ વિકસાવવાના સંદર્ભમાં.
• શૈક્ષણિક સંસ્થાઓ સિન્થેટિક બાયોલોજી અને મોલેક્યુલર સાયન્સમાં વધુ અદ્યતન વિષયોનો સમાવેશ કરવા માટે અભ્યાસક્રમમાં સુધારો કરી રહી છે, આ ક્ષેત્રોમાં ઉભરતા પડકારો અને તકો માટે વૈજ્ઞાનિકોની આગામી પેઢીને તૈયાર કરી રહી છે.

ધ્યાનમાં લેવાના પ્રશ્નો

• માંગ પરના પરમાણુઓના કેટલાક અન્ય સંભવિત ઉપયોગના કિસ્સાઓ શું છે?
• આ સેવા વૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને વિકાસને કેવી રીતે બદલી શકે છે?