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より速い遺伝子合成: 合成 DNA がより良いヘルスケアの鍵となる可能性があります

科学者たちは、医薬品を迅速に開発し、世界的な健康危機に対処するために、人工遺伝子の生産を急速に追跡しています。

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クォンタムラン・フォーサイト
2023 年 1 月 16 日

洞察の要約

DNA の化学合成、およびその遺伝子、回路、さらにはゲノム全体への組み立ては、分子生物学に革命をもたらしました。これらの技術により、設計、構築、テスト、間違いから学び、望ましい結果が達成されるまでこのサイクルを繰り返すことが可能になりました。このアプローチは合成生物学のイノベーションの核心です。

より高速な遺伝子合成コンテキスト

合成によりデジタル遺伝コードが分子 DNA に変換されるため、研究者は大量の遺伝物質を作成および生産できます。利用可能な DNA データは、次世代シーケンシング (NGS) テクノロジーのおかげで拡大しました。この発展により、あらゆる生物や環境からの DNA 配列を含む生物学的データベースが増加しました。バイオインフォマティクスソフトウェアの効率が向上したため、研究者はこれらの配列をより簡単に抽出、分析、変更できるようになりました。

科学者が「生命の木」（ゲノムのネットワーク）から得られる生物学的情報が増えれば増えるほど、生物が遺伝的にどのように関係しているのかをより深く理解できるようになります。次世代シーケンスは、病気、マイクロバイオーム、生物の遺伝的多様性をより深く理解するのに役立ちました。この配列ブームは、代謝工学や合成生物学などの新しい科学分野の成長も可能にします。この情報へのアクセスは、現在の診断と治療法を改善するだけでなく、人間の健康に永続的な影響を与える新たな医学の進歩への道を切り開きます。

さらに、合成生物学は、新しい医薬品、材料、製造プロセスの作成など、多くの分野に影響を与える可能性があります。特に、遺伝子合成は、遺伝子配列を非常に迅速に構築および変更するのに役立ち、新しい生物学的機能の発見につながる有望な技術の XNUMX つです。たとえば、生物学者は、遺伝的仮説を検証したり、サンプル生物に独自の形質や能力を与えたりするために、生物間で遺伝子を移入することがよくあります。

破壊的な影響

化学合成された短い DNA 配列は多用途であるため、不可欠です。研究室、病院、産業などで使用できます。たとえば、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) ウイルスを識別するために利用されました。ホスホルアミダイトは DNA 配列の生成に必要な構成要素ですが、不安定ですぐに壊れます。

2021年、科学者のアレクサンダー・サンダールは、DNA生産のためのこれらの構成要素を迅速かつ効率的に製造する新しい特許取得済みの方法を開発し、これらの構成要素が崩壊する前のプロセスを大幅にスピードアップしました。 DNA 配列はオリゴヌクレオチドと呼ばれ、病気の特定、医薬品の製造、その他の医療およびバイオテクノロジーの用途に広く使用されています。

合成 DNA 製造を専門とする大手バイオテクノロジー企業の 2022 つが、米国に本拠を置く Twist Bioscience です。同社はオリゴヌクレオチドを連結して遺伝子を作成します。オリゴの価格は低下しており、製造にかかる時間も低下しています。 XNUMX 年の時点で、DNA 塩基対の開発コストはわずか XNUMX セントです。

Twist の合成 DNA はオンラインで注文でき、数日で研究室に送られ、その後、新しい食品、肥料、工業製品、医薬品の構成要素となる標的分子の作成に使用されます。 25億米ドル相当の細胞工学会社であるGinkgo Bioworksは、Twistの主要顧客の2022つである。一方、ツイストはXNUMX年に、研究者によるワクチンと治療法の開発を支援するために、ヒト猿痘ウイルス用のXNUMXつの合成DNA対照を発売した。