Quantumrun

KREDIYA WÊNE: Quantumrun

Lênihêrîna tenduristî ya rast li genoma we dixe: Pêşeroja Tenduristî P3

David Tal, Weşanger, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Sêşem, 09/15/2020 - 05:42

Em dikevin pêşerojek ku derman dê li gorî DNA-ya we were veqetandin û tenduristiya weya pêşerojê dê di zayînê de were pêşbînî kirin. Hûn bi xêr hatin pêşeroja dermanê rast.

Di beşa paşîn a rêzenivîsa meya Pêşerojê ya Tenduristiyê de, me metirsiyên ku mirovahî niha di forma berxwedana antîbiyotîk a gerdûnî û pandemîkên pêşerojê de rû bi rû ne, û her weha nûjeniyên ku pîşesaziya meya dermansaziyê li ser dixebitin ji bo şerkirina wan lêkolîn kir. Lê nebaşiya van nûjeniyan di sêwirana wan a bazara girseyî de ye - dermanên ku ji bo dermankirina gelekan hatine çêkirin li şûna ku ji bo dermankirina yekê hatine çêkirin.

Di ronahiya vê de, em ê li ser guheztina deryayê ya ku di pîşesaziya tenduristiyê de diqewime bi riya sê nûvekirinên mezin-destpêkirina bi genomîkê nîqaş bikin. Ev qadek e ku tê wê wateyê ku li şûna mêşhingivên kuştiyên nexweşiyê bi skalpelên mîkroskobîk tê de cih bigire. Di heman demê de ew qadek e ku dê rojekê bibîne ku mirovê navînî bigihîje dermanên ewledar, bihêztir, û her weha şîretên tenduristiyê yên ku li gorî genetîka xwe ya bêhempa têne xweş kirin.

Lê berî ku em bikevin nav avên kûr, bi her awayî genomîk çi ye?

Genom di te de

Genom tevheviya DNAya we ye. Ew nermalava we ye. Û ew (hema hema) di her şaneya laşê we de tê dîtin. Zêdetirî sê mîlyar tîp (cotên bingehîn) koda vê nermalavê pêk tînin, û dema ku were xwendin, ew her tiştê ku we dike, hûn, vedibêje. Ev rengê çavê we, bilindbûn, potansiyela werzîşê ya xwezayî û îstîxbaratê, tewra jîyana weya îhtîmal heye.

Lêbelê, her çend ev zanyarî bingehîn bin, tenê vê dawîyê ye ku me karîbû bigihîje wê. Ev yekem nûbûniya sereke ya ku em ê li ser biaxivin temsîl dike: The mesrefa rêzkirina genomeyan (xwendina DNAya we) ji 100 mîlyon dolarî di sala 2001-an de (dema ku yekem genoma mirovî hate rêz kirin) daketiye kêmtirî 1,000 dolarî di sala 2015-an de, digel ku gelek pêşbîniyan texmîn dikin ku ew ê heya sala 2020-an bêtir dakeve quncikê.

Serîlêdanên rêzgirtina Genome

Ji rêzgirtina genomê bêtir heye ku meriv nijada xweya genetîkî fam bike an hûn çiqas baş dikarin alkola xwe bigirin. Her ku rêzgirtina genomê têra xwe erzan dibe, cûrbecûr vebijarkên dermankirina bijîjkî peyda dibin. Ev tê de:

Zûtir ceribandina genên we ji bo naskirina mutasyonan, baştir teşhîskirina nexweşiyên genetîkî yên kêm, û pêşxistina derzî û dermankirinên xwerû (mînakek vê teknîkê zarokek nû xilas kir di 2014 de);
Formên nû yên tedawiyên genê ku dikarin alîkariyê bidin kêmasiyên laşî (di beşa paşîn a vê rêzê de têne nîqaş kirin);
Berawirdkirina genoma xwe bi mîlyonan genomên din re da ku çêtir fam bikin (daneyên min) ku her genek di genoma mirovan de çi dike;
Pêşbîniya gumanbarî û pêşbîniyên we ji nexweşiyên mîna penceşêrê re da ku pêşî li van şert û mercan bigirin, berî ku hûn bi salan an dehsalan berê wan biceribînin, bi piranî bi riya dermanên ewledar, bihêztir, derzî, û şîretên tenduristiyê yên ku li gorî genetîka weya yekta hatine xweş kirin.

Ew xala dawîn devê xwe bû, lê ew di heman demê de mezin e. Ew bilindbûna dermanê pêşbînîker û rast dinivîse. Vana du gavên quantum in ku em çawa nêzikî lênihêrîna tenduristiyê dibin ku dê kalîteya tenduristiya we şoreş bike, çawa ku vedîtina penîsîlînê tenduristiya dêûbav û dapîr û bapîrên we şoreş kir.

Lê berî ku em di van her du nêzîkatiyan de kûrtir bikolin, girîng e ku em nûjeniya duyemîn a mezin a ku me berê jê re destnîşan kir nîqaş bikin: teknolojiya ku van nûbûnên bijîjkî mimkun dike.

Nêrînek CRISPR li genan

Heya nuha, nûjeniya herî girîng di warê genomîkê de teknîka nû ya genê-berhevkirina bi navê CRISPR/Cas9 e.

Yekem Dît di sala 1987 de, genên Cas di hundurê DNA-ya me de (genên girêdayî CRISPR) tê bawer kirin ku wekî pergala meya parastinê ya seretayî pêşketiye. Van genan dikarin materyalên genetîkî yên biyanî yên ku dibe ku zirardar bin nas bikin û bikin hedef û wan ji hucreyên me derxînin. Di sala 2012-an de, zanyaran rêbazek (CRISPR/Cas9) afirand ku vê mekanîzmayê berevajî bike, ku destûr bide genetîkzan ku armanc bikin, dûv re rêzikên DNA yên taybetî bi hev veqetînin/biguherînin.

Lêbelê, tiştê ku bi rastî di derbarê CRISPR/Cas9-ê de diguhezîne (were em jê re bibêjin CRISPR ku ber bi pêş ve diçe) ev e ku ew dihêle ku em rêzikên genê yên heyî ji DNA-ya xwe derxînin an jî bi rengek zûtir, erzantir, hêsantir û rasttir ji DNA-ya xwe zêde bikin. hemû rêbazên berê hatine bikaranîn.

Ev amûr bûye yek ji blokên avahîsaziyê yên sereke ji bo meylên lênihêrîna tenduristî yên pêşbînîkirî û rast ên ku niha di rê de ne. Ew jî pirreng e. Ne tenê ji bo afirandina a dermankirina HIV, di heman demê de ew amûrek e ku naha di çandiniyê de tê bikar anîn da ku nebat û heywanên genetîk guhertî hilberîne, di qada bilez mezinbûna biyolojiya sentetîk de rolek sereke dilîze, û dibe ku ji bo destpêkirina sererastkirina genomên embrîyoyên mirovan jî were bikar anîn. pitikên sêwirîner biafirînin, Gattaca-style.

Di navbera rêzgirtina genê ya erzan a qirêj û teknolojiya CRISPR de, em naha dibînin ku amûrên xwendin û sererastkirina DNA-yê têne sepandin ji bo çareserkirina cûrbecûr pirsgirêkên lênihêrîna tenduristiyê. Lê ne nûbûn jî dê soza dermanê pêşbînîker û rast bi xwe re bîne bêyî lêzêdekirina nûbûnek bingehîn a sêyemîn.

Komputera kuantumê genomê deşîfre dike

Berê, me behsa daketina mezin û bilez a lêçûnên bi rêzgirtina genomê kir. Ji 100 mîlyon dolar di 2001-an de heya 1,000 $ di 2015-an de, ew ji sedî 1,000 daketinek lêçûn e, bi qasî 5X daketina lêçûnek salê. Di berhevdanê de, lêçûna hesabkirinê bi saya salê 2X kêm dibe Zagona Moore. Ew cudahî pirsgirêk e.

Rêzkirina genê ji ya ku pîşesaziya kompîturê dikare bidomîne bileztir lêçûn dadikeve, wekî ku ji hêla grafiya jêrîn ve tê dîtin (ji Business Insider):

Ev nakokî rê li ber berhevkirina çiyayek ji daneyên genetîkî vedike, lê bêyî çiyayek wekhev a hêza hesabkirinê ku wê daneya mezin analîz bike. Nimûneyek ku ev yek dikare pirsgirêkek çawa derxe pêşkeftina jêrzemîna genomîkê ye ku balê dikişîne ser mîkrobiomê.

Di hundurê me hemûyan de ekosîstemek tevlihev a ji zêdetirî 1,000 celebên cûrbecûr bakteriyan (di nav de vîrus, fungî, û mîkroorganîzmayên din jî tê de) heye, ku bi hev re zêdetirî sê mîlyon genan temsîl dikin, bi 23,000 genên xwe genoma mirovî kêm dike. Van bakteriyan bi qasî yek û sê lîreyên giraniya laşê we pêk tînin û dikarin li seranserê laşê we, nemaze di zikê we de werin dîtin.

Ya ku vê ekosîstema bakterî girîng dike ev e ku bi sedan lêkolîn tenduristiya mîkrobioma we bi tenduristiya weya giştî ve girê didin. Di rastiyê de, nenormaliyên di mîkrobioma we de bi tevliheviyên bi digestî, astim, gewrît, qelewbûn, alerjiya xwarinê, tewra nexweşiyên neurolojîk ên mîna depresyonê û otîzmê ve girêdayî ne.

Lêkolîna herî dawî destnîşan dike ku girtina dirêj a antîbiyotîkan (bi taybetî di temenek zû de) dikare bi domdarî zirarê bide fonksiyona tendurist ya mîkrobioma we bi kuştina bakteriyên sereke, saxlem ên rûvî yên ku bakteriyên xirab di bin kontrolê de digire. Ev zirar dibe sedema nexweşiyên jorîn.

Ji ber vê yekê pêdivî ye ku zanyar sê mîlyon genên mîkrobiomê rêz bikin, tam fam bikin ka her gen çawa bandorê li laş dike, dûv re amûrên CRISPR bikar bînin da ku bakteriyên xwerû biafirînin ku dikarin mîkrobioma nexweşek vegerînin rewşek saxlem - dibe ku di pêvajoyê de nexweşiyên din sax bikin.

(Wê wekî xwarina yek ji wan mastên hipster, probiyotîk ku îdia dikin ku tenduristiya zikê we vedigerînin, bifikirin, lê di vê rewşê de bi rastî jî dike.)

Û li vir e ku em vedigerin stûnê. Zanyaran naha teknolojiya ku hewce dike ji bo rêzkirina van genan û sererastkirina wan heye, lê bêyî hêza hespê hesabker a ku van rêzikên genê hilîne, em ê qet fam nekin ka ew çi dikin û çawa wan biguherînin.

Bextewar ji bo zeviyê, serkeftinek nû di hêza hesabkirinê de heya nîvê salên 2020-an dê bikeve navgîniya sereke: komputerên quantum. Di me de behs kirin Pêşeroja Komputeran rêze, û bi kurtî (û baş) di vîdyoya jêrîn de hatî şirove kirin, komputerek quantum a xebitîn dikare rojekê daneyên genomîk ên tevlihev di çirkeyan de pêvajoyê bike, li gorî salên ku superkomputerên herî mezin ên îro bikar tînin.

Ev hêza pêvajoyek asta paşîn (bi hêjmara hindik a îstîxbarata sûnî ya ku naha berdest tê hevûdu) lingê wenda ye ku hewce dike ku dermanê pêşbînîker û rast bikeve nav rêza bingehîn.

Soza lênihêrîna tenduristî ya rast

Lênihêrîna tenduristî ya rast (ku berê jê re lênihêrîna tenduristî ya kesane dihat gotin) dîsîplînek e ku armanc dike ku li şûna nêzîkatiya îroyîn a "yek pîvan ji her kesî re" bi şîret û dermankirina bijîjkî ya bi bandor ku li gorî faktorên genetîkî, hawîrdor û şêwaza jiyanê ya nexweşek hatî veguheztin veguherîne.

Carekê di dawiya salên 2020-an de, hûn dikarin rojekê biçin klînîkek an nexweşxaneyek, nîşanên xwe ji bijîjkî re bibêjin, dilopek xwînê (dibe ku nimûneyek tîrêjê jî) bidin, dûv re piştî nîv saetek li bendê, doktor dê vegere. bi analîzek tevahî ya genom, mîkrobiom, û analîza xwînê. Bi karanîna van daneyan, bijîjk dê nexweşiya rastîn (sedem) nîşanên we teşhîs bike, rave bike ka çi di derheqê genetîka laşê we de we meyla vê nexweşiyê kiriye, û dûv re reçeteyek ku ji hêla komputerê ve hatî çêkirin ji bo dermanek ku ji bo dermankirina nexweşiya we hatî çêkirin bide we. bi awayekî ku pergala berevaniya bêhempa ya laşê we pesnê xwe dide.

Bi tevayî, bi rêkûpêkek bêkêmasî ya genoma we, digel analîzek ku genên we çawa tenduristiya we destnîşan dikin, doktorê we dê rojekê dermanên ewledar, bihêztir û vakslêdanan, di dozên rasttir de ji bo fîzyolojiya weya yekta. Vê asta xwerûkirinê tewra qadek nû ya xwendinê derxistiye -pharmacogenomics- ew bi awayên telafîkirina cûdahiyên genetîkî yên di nexweşan de ku dibe sedema bersivên cihêreng li ser yek dermanek têkildar e.

Berî ku hûn nexweş bibin dermankirina we

Di dema heman seredana hîpotezîkî ya doktorê weya paşerojê de, û bi karanîna heman analîza genom, mîkrobiom û xebata xwînê ya we, dê her weha gengaz be ku bijîjk bi pêşniyara derzîlêdanên sêwirandî yên xwerû û pêşniyarên jiyanê bi armanc ew e ku hûn rojekê bi hin nexweşî, penceşêr û nexweşiyên neurolojîk ên ku genetîka we pêşî li we digire nebin.

Ev analîz dikare di jidayikbûnê de jî were kirin, bi vî rengî bijîjkê weya zarokan hêz dide ku di tenduristiya we de rolek çalaktir bigire ku dikare di mezinbûna we de berdêlên baş bide. Û di demeke dirêj de, dibe ku pir baş biqewime ku nifşên paşerojê dikarin jiyanek pir bê nexweşî biceribînin. Di vê navberê de, di demek nêzîk de, pêşbînîkirina nexweşiyan û pêşîgirtina mirinên potansiyel dikare bibe alîkar ku heya $ $ xilas bike.Mîlyona 20 salane di lêçûnên lênihêrîna tenduristiyê de (pergala Dewletên Yekbûyî).

Nûbûn û meylên ku di vê beşê de têne diyar kirin bi hûrgulî veguheztinek ji pergala meya heyî ya "lênihêrîna nexweş" berbi çarçoveyek tevdetir a "parastina tenduristiyê" vedibêje. Ev çarçoveyek e ku balê dikişîne ser rakirina nexweşiyan û pêşîlêgirtina wan bi tevahî.

Lê dîsa jî, ev ne dawiya rêzenivîsa meya Pêşeroja Tenduristiyê ye. Bê guman, dermanê pêşbînîker û rast dibe ku gava hûn nexweş bibin ji we re bibe alîkar, lê gava ku hûn birîndar bibin çi diqewime? Zêdetir li ser wê di beşa meya pêş de.