Sintezë më e shpejtë e gjeneve: ADN-ja sintetike mund të jetë çelësi për një kujdes më të mirë shëndetësor

• Author:
• Emri i autorit

  Parashikimi Kuantumrun
• Janar 16, 2023

Përmbledhje e pasqyrës

Sinteza kimike e ADN-së dhe bashkimi i saj në gjene, qarqe dhe madje edhe gjenome të tëra kanë revolucionarizuar biologjinë molekulare. Këto teknika kanë bërë të mundur projektimin, ndërtimin, testimin, mësimin nga gabimet dhe përsëritjen e ciklit derisa të arrihet rezultati i dëshiruar. Kjo qasje është në zemër të inovacionit të biologjisë sintetike. 

Konteksti më i shpejtë i sintezës së gjeneve

Sinteza e kthen kodin gjenetik dixhital në ADN molekulare në mënyrë që studiuesit të mund të krijojnë dhe prodhojnë sasi të mëdha të materialit gjenetik. Të dhënat e disponueshme të ADN-së janë zgjeruar falë teknologjive të sekuencës së gjeneratës së ardhshme (NGS). Ky zhvillim ka çuar në një rritje të bazave të të dhënave biologjike që përmbajnë sekuenca të ADN-së nga çdo organizëm dhe mjedis. Studiuesit tani mund t'i nxjerrin, analizojnë dhe modifikojnë më lehtë këto sekuenca për shkak të efikasitetit më të madh në softuerin e bioinformatikës.

Sa më shumë informacion biologjik të kenë shkencëtarët nga "pema e jetës" (rrjeti i gjenomave), aq më mirë ata e kuptojnë se si gjallesat janë të lidhura gjenetikisht. Sekuenca e gjeneratës së ardhshme na ka ndihmuar të kuptojmë më mirë sëmundjet, mikrobiomën dhe diversitetin gjenetik të organizmave. Ky bum i sekuencës gjithashtu mundëson rritjen e disiplinave të reja shkencore, të tilla si inxhinieria metabolike dhe biologjia sintetike. Qasja në këtë informacion jo vetëm që po përmirëson diagnostikimin dhe terapinë aktuale, por gjithashtu po hap rrugën për zbulime të reja mjekësore që do të kenë një ndikim të qëndrueshëm në shëndetin e njeriut. 

Për më tepër, biologjia sintetike ka potencialin të ndikojë në shumë fusha, si krijimi i ilaçeve, materialeve dhe proceseve të reja të prodhimit. Në veçanti, sinteza e gjeneve është një nga teknologjitë premtuese që ndihmon në ndërtimin dhe ndryshimin shumë shpejt të sekuencave gjenetike, duke çuar në zbulime të funksioneve të reja biologjike. Për shembull, biologët shpesh transferojnë gjenet nëpër organizma për të testuar hipotezat gjenetike ose për t'u dhënë organizmave të mostrës tipare ose aftësi unike.

Ndikim shkatërrues

Sekuencat e shkurtra të ADN-së të sintetizuara kimikisht janë thelbësore sepse ato janë të gjithanshme. Ato mund të përdoren në laboratorë kërkimore, spitale dhe industri. Për shembull, ato u përdorën për të identifikuar virusin COVID-19. Fosforamiditët janë blloqe ndërtimi të domosdoshëm në prodhimin e sekuencave të ADN-së, por ato janë të paqëndrueshme dhe thyhen shpejt.

Në vitin 2021, shkencëtari Alexander Sandahl zhvilloi një mënyrë të re të patentuar për të prodhuar shpejt dhe me efikasitet këto blloqe ndërtimi për prodhimin e ADN-së, duke përshpejtuar ndjeshëm procesin përpara se këta përbërës të shpërbëhen. Sekuencat e ADN-së quhen oligonukleotide, të përdorura gjerësisht për identifikimin e sëmundjeve, prodhimin e barnave dhe aplikime të tjera mjekësore dhe bioteknologjike. 

Një nga firmat kryesore të bioteknologjisë e specializuar në prodhimin e ADN-së sintetike është Twist Bioscience me bazë në SHBA. Kompania lidh oligonukleotidet së bashku për të krijuar gjene. Çmimi për oligot është në rënie, ashtu si edhe koha që duhet për t'i bërë ato. Që nga viti 2022, kostoja e zhvillimit të çifteve të bazave të ADN-së është vetëm nëntë cent. 

ADN-ja sintetike e Twist mund të porositet në internet dhe të dërgohet në një laborator brenda disa ditësh, pas së cilës përdoret për të krijuar molekula të synuara, të cilat janë blloqet ndërtuese për artikujt e rinj ushqimorë, plehra, produkte industriale dhe ilaçe. Ginkgo Bioworks, një firmë e inxhinierisë celulare me vlerë 25 miliardë dollarë, është një nga klientët kryesorë të Twist. Ndërkohë, në vitin 2022, Twist lançoi dy kontrolle sintetike të ADN-së për virusin e lisë së majmunit të njeriut për të ndihmuar studiuesit të zhvillojnë vaksina dhe trajtime. 

Implikimet e sintezës më të shpejtë të gjeneve

Implikimet më të gjera të sintezës më të shpejtë të gjeneve mund të përfshijnë: 

• Identifikimi i përshpejtuar i viruseve që shkaktojnë pandemi dhe epidemi, duke çuar në zhvillimin më në kohë të vaksinave.
• Më shumë bioteknikë dhe startup që fokusohen në teknologjitë e sintezës së gjeneve në partneritet me firmat biopharma.
• Qeveritë garojnë për të investuar në laboratorët e tyre përkatës të ADN-së sintetike për të zhvilluar ilaçe dhe materiale industriale.
• Kostoja e ADN-së sintetike bëhet më e ulët, duke çuar në demokratizimin e kërkimit gjenetik. Ky trend gjithashtu mund të çojë në më shumë biohakerë që duan të eksperimentojnë me veten e tyre.
• Rritja e kërkimit gjenetik që rezulton në zhvillime më të shpejta në teknologjitë e redaktimit dhe terapisë së gjeneve, të tilla si CRISPR/Cas9.

Pyetje që duhen marrë parasysh

• Cilat janë përfitimet e tjera të prodhimit në masë të ADN-së sintetike?
• Si duhet ta rregullojnë qeveritë këtë sektor në mënyrë që ai të mbetet etik?