Sintésis gén anu langkung gancang: DNA sintétik tiasa janten konci pikeun kasehatan anu langkung saé

• Author:
• Ngaran pangarang

  Quantumrun tetempoan
• Januari 16, 2023

Ringkesan wawasan

Sintésis kimiawi DNA jeung assembly na kana gén, sirkuit, komo sakabéh génom geus revolutionized biologi molekular. Téhnik ieu ngamungkinkeun pikeun ngarancang, ngawangun, nguji, diajar tina kasalahan, sareng ngulang siklus dugi ka hasil anu dipikahoyong kahontal. Pendekatan ieu mangrupikeun inti inovasi biologi sintétik. 

Kontéks sintésis gén gancang

Sintésis ngarobah kode genetik digital jadi DNA molekular ku kituna panalungtik bisa nyieun jeung ngahasilkeun jumlah badag bahan genetik. Data DNA anu sayogi parantos ngalegaan berkat téknologi pangurutan generasi salajengna (NGS). Pangwangunan ieu nyababkeun paningkatan dina database biologis anu ngandung sekuen DNA tina unggal organisme sareng lingkungan. Panaliti ayeuna tiasa nimba, nganalisa, sareng ngarobih sekuen ieu langkung gampang kusabab efisiensi anu langkung ageung dina parangkat lunak bioinformatika.

Beuki seueur inpormasi biologis anu dicandak ku élmuwan tina "tangkal kahirupan" (jaringan génom), langkung saé aranjeunna ngartos kumaha hubungan mahluk hirup sacara genetik. Urutan generasi salajengna parantos ngabantosan urang langkung ngartos panyakit, mikrobiom, sareng karagaman genetik organisme. Sekuen booming ieu ogé ngamungkinkeun disiplin ilmiah anyar, sapertos rékayasa métabolik sareng biologi sintétik, tumbuh. Aksés ka inpormasi ieu sanés ngan ukur ningkatkeun diagnostik sareng terapi ayeuna tapi ogé nyayogikeun jalan pikeun terobosan médis énggal anu bakal gaduh dampak anu langgeng dina kaséhatan manusa. 

Salaku tambahan, biologi sintétik berpotensi mangaruhan seueur daérah, sapertos nyiptakeun obat-obatan, bahan, sareng prosés manufaktur énggal. Khususna, sintésis gén mangrupikeun salah sahiji téknologi anu ngajangjikeun anu ngabantosan ngawangun sareng ngarobih sekuen genetik anu gancang pisan, ngarah kana panemuan fungsi biologis énggal. Contona, ahli biologi mindeng mindahkeun gén sakuliah organisme pikeun nguji hipotesis genetik atawa méré sampel organisme sipat unik atawa kamampuhan.

Dampak ngaganggu

Sekuen DNA pondok anu disintésis sacara kimia penting pisan sabab serbaguna. Éta tiasa dianggo di laboratorium panalungtikan, rumah sakit, sareng industri. Salaku conto, aranjeunna dianggo pikeun ngaidentipikasi virus COVID-19. Fosforamides mangrupakeun blok wangunan diperlukeun dina produksi runtuyan DNA, tapi maranéhna teu stabil sarta gancang putus.

Dina taun 2021, élmuwan Alexander Sandahl ngembangkeun cara anu dipaténkeun énggal pikeun gancang sareng éfisién ngadamel blok wangunan ieu pikeun produksi DNA, sacara signifikan nyepetkeun prosés sateuacan komponén-komponén ieu ngabubarkeun. Runtuyan DNA disebut oligonucleotides, loba dipaké pikeun ngaidentipikasi kasakit, manufaktur ubar, sarta aplikasi médis sarta biotéhnologis lianna. 

Salah sahiji firma biotéhnologi unggulan anu khusus dina manufaktur DNA sintétik nyaéta Twist Bioscience basis AS. Pausahaan numbu oligonukleotida babarengan pikeun nyieun gén. Harga pikeun oligos nyirorot, sakumaha ogé waktos anu diperyogikeun pikeun ngadamelana. Nepi ka 2022, biaya pikeun ngembangkeun pasangan basa DNA ngan ukur salapan sen. 

DNA sintétik Twist tiasa dipesen online sareng dikirim ka laboratorium dina sababaraha dinten, saatos éta dianggo pikeun nyiptakeun molekul target, anu mangrupikeun blok wangunan pikeun barang-barang tuangeun anyar, pupuk, produk industri, sareng ubar. Ginkgo Bioworks, firma rékayasa sél anu hargana $25 milyar, mangrupikeun salah sahiji klien utama Twist. Samentara éta, dina 2022, Twist ngaluncurkeun dua kadali DNA sintétik pikeun virus monyét manusa pikeun ngabantosan panaliti ngembangkeun vaksin sareng pangobatan. 

Implikasi tina sintésis gén gancang

Implikasi anu langkung ageung tina sintésis gén anu langkung gancang tiasa kalebet: 

• Idéntifikasi gancangan virus anu nyababkeun pandém sareng wabah, ngarah kana pamekaran vaksin anu langkung pas.
• Langkung seueur biotéh sareng startup anu museurkeun kana téknologi sintésis gén dina gawé bareng sareng firma biopharma.
• Pamaréntah balap pikeun investasi di laboratorium DNA sintétik masing-masing pikeun ngembangkeun ubar sareng bahan industri.
• Biaya DNA sintétik jadi leuwih handap, ngarah kana demokratisasi panalungtikan genetik. Tren ieu ogé tiasa nyababkeun langkung seueur biohacker anu hoyong ékspérimén sorangan.
• Paningkatan panalungtikan genetik nyababkeun kamajuan anu langkung gancang dina ngedit gén sareng téknologi terapi, sapertos CRISPR/Cas9.

Patarosan anu kedah diperhatoskeun

• Naon mangpaat séjén tina DNA sintétik anu ngahasilkeun masal?
• Kumaha pamaréntah kedah ngatur séktor ieu supados tetep étika?