Куантумрун

КРЕДИТ ЗА СЛИКУ:

иСтоцк

Молекули на захтев: Каталог лако доступних молекула

Фирме које се баве науком о животу користе напредак синтетичке биологије и генетског инжењеринга за стварање било ког молекула по потреби.

Аутор:
ime аутора
Куантумрун Форесигхт
Декабрь 22, 2022

Сажетак увида

Синтетичка биологија је нова наука о животу која примењује инжењерске принципе на биологију за стварање нових делова и система. У откривању лекова, синтетичка биологија има потенцијал да револуционише медицински третман стварањем молекула на захтев. Дугорочне импликације ових молекула могле би да укључују коришћење вештачке интелигенције за убрзање процеса стварања и биофармацеутске фирме које улажу у ово тржиште у настајању.

Контекст молекула на захтев

Метаболички инжењеринг омогућава научницима да користе конструисане ћелије за стварање нових и одрживих молекула, као што су обновљива биогорива или лекови за превенцију рака. Уз многе могућности које нуди метаболички инжењеринг, Светски економски форум 2016. га је сматрао једном од „Десет најбољих технологија у настајању“. Осим тога, очекује се да ће индустријализована биологија помоћи у развоју обновљивих биопроизвода и материјала, побољшати усеве и омогућити нове биомедицинске примене.

Примарни циљ синтетичке или лабораторијске биологије је коришћење инжењерских принципа за побољшање генетског и метаболичког инжењеринга. Синтетичка биологија такође укључује неметаболичке задатке, као што су генетске модификације које елиминишу комарце који носе маларију или пројектовани микробиоми који би потенцијално могли заменити хемијска ђубрива. Ова дисциплина брзо расте, подржана напретком у фенотипизацији високе пропусности (процес процене генетског састава или особина), убрзавањем секвенцирања и синтезе ДНК, и генетским уређивањем са ЦРИСПР-ом.

Како ове технологије напредују, тако расту и могућности истраживача да креирају молекуле и микробе на захтев за све врсте истраживања. Конкретно, машинско учење (МЛ) је ефикасан алат који може убрзати стварање синтетичких молекула предвиђањем како ће се понашати биолошки систем. Разумевањем образаца у експерименталним подацима, МЛ може да обезбеди предвиђања без потребе за интензивним разумевањем како функционише.

Ометајући утицај

Молекули на захтев показују највећи потенцијал у откривању лекова. Мета лека је молекул заснован на протеинима који игра улогу у изазивању симптома болести. Лекови делују на ове молекуле како би променили или зауставили функције које доводе до симптома болести. Да би пронашли потенцијалне лекове, научници често користе обрнути метод, који проучава познату реакцију како би утврдио који молекули су укључени у ту функцију. Ова техника се назива деконволуција циља. Захтева сложене хемијске и микробиолошке студије да би се утврдило који молекул обавља жељену функцију.

Синтетичка биологија у откривању лекова омогућава научницима да дизајнирају нове алате за истраживање механизама болести на молекуларном нивоу. Један од начина да се то уради је кроз пројектовање синтетичких кола, који су живи системи који могу пружити увид у то који се процеси одвијају на ћелијском нивоу. Ови приступи синтетичке биологије откривању лекова, познати као рударење генома, револуционирали су медицину.

Пример компаније која пружа молекуле на захтев је ГреенПхарма са седиштем у Француској. Према сајту компаније, Греенпхарма производи хемикалије за фармацеутску, козметичку, пољопривредну и фину хемијску индустрију по приступачној цени. Они производе прилагођене синтезне молекуле на нивоима од грама до милиграма. Фирма сваком клијенту обезбеђује одређеног менаџера пројекта (Пх.Д.) и редовне интервале извештавања. Још једна фирма за науку о животу која нуди ову услугу је ОТАВАЦхемицалс из Канаде, која има колекцију од 12 милијарди доступних молекула на захтев заснованих на тридесет хиљада грађевинских блокова и 44 интерне реакције.

Импликације молекула на захтев

Шире импликације молекула на захтев могу укључивати:

Фирма за науку о животу која улаже у вештачку интелигенцију и МЛ како би открила нове молекуле и хемијске компоненте које ће додати у своје базе података.
Више компанија које имају лакши приступ молекулима потребно је за даље истраживање и развој производа и алата.
Неки научници позивају на прописе или стандарде како би се осигурало да фирме не користе неке молекуле за илегално истраживање и развој.
Биофарма компаније улажу у своје истраживачке лабораторије како би омогућиле инжињеринг на захтев и микробе као услугу за друге биотехнолошке фирме и истраживачке организације.
Синтетичка биологија која омогућава развој живих робота и наночестица који могу да изводе операције и дају генетске терапије.
Повећано ослањање на виртуелна тржишта за снабдевање хемикалијама, омогућавајући предузећима да брзо набаве и добију специфичне молекуле, побољшавајући њихову оперативну ефикасност и смањујући време до пуштања нових производа на тржиште.
Владе које доносе политике за управљање етичким импликацијама и безбедносним проблемима синтетичке биологије, посебно у контексту развоја живих робота и наночестица за медицинску примену.
Образовне институције ревидирају наставне планове и програме како би укључиле напредније теме из синтетичке биологије и молекуларних наука, припремајући следећу генерацију научника за нове изазове и могућности у овим областима.