Mas mabilis na gene synthesis: Ang sintetikong DNA ay maaaring ang susi sa mas mahusay na pangangalagang pangkalusugan

• May-akda:
• pangalan Author

  Quantumrun Foresight
• Enero 16, 2023

Buod ng pananaw

Ang kemikal na synthesis ng DNA at ang pagsasama-sama nito sa mga gene, circuit, at maging ang buong genome ay nagbago ng molecular biology. Ang mga diskarteng ito ay naging posible upang magdisenyo, bumuo, sumubok, matuto mula sa mga pagkakamali, at ulitin ang cycle hanggang sa makamit ang ninanais na resulta. Ang diskarte na ito ay nasa puso ng synthetic biology innovation. 

Mas mabilis na konteksto ng gene synthesis

Ginagawa ng synthesis ang digital genetic code sa molekular na DNA upang ang mga mananaliksik ay makalikha at makagawa ng malalaking dami ng genetic material. Ang magagamit na data ng DNA ay lumawak salamat sa susunod na henerasyong pagkakasunud-sunod (NGS) na mga teknolohiya. Ang pag-unlad na ito ay humantong sa isang pagtaas sa mga biological database na naglalaman ng mga sequence ng DNA mula sa bawat organismo at kapaligiran. Maaari na ngayong kunin, pag-aralan, at baguhin ng mga mananaliksik ang mga pagkakasunud-sunod na ito nang mas madali dahil sa higit na kahusayan sa software ng bioinformatics.

Kung mas maraming biological na impormasyon ang mga siyentipiko mula sa "puno ng buhay" (ang network ng mga genome), mas naiintindihan nila kung paano nauugnay ang mga nabubuhay na bagay sa genetically. Ang sunod-sunod na henerasyon ay nakatulong sa amin na mas maunawaan ang mga sakit, ang microbiome, at ang pagkakaiba-iba ng genetic ng mga organismo. Ang sequence boom na ito ay nagbibigay-daan din sa mga bagong siyentipikong disiplina, tulad ng metabolic engineering at synthetic biology, na lumago. Ang pag-access sa impormasyong ito ay hindi lamang pagpapabuti ng mga kasalukuyang diagnostic at therapeutics ngunit nagbibigay din ng daan para sa mga bagong medikal na tagumpay na magkakaroon ng pangmatagalang epekto sa kalusugan ng tao. 

Bukod pa rito, ang synthetic na biology ay may potensyal na makaapekto sa maraming lugar, tulad ng paggawa ng mga bagong gamot, materyales, at proseso ng pagmamanupaktura. Sa partikular, ang gene synthesis ay isa sa mga promising na teknolohiya na tumutulong sa pagbuo at pagbabago ng mga genetic sequence nang napakabilis, na humahantong sa mga pagtuklas ng mga bagong biological function. Halimbawa, madalas na inililipat ng mga biologist ang mga gene sa mga organismo upang subukan ang mga genetic hypotheses o bigyan ang mga sample na organismo ng mga natatanging katangian o kakayahan.

Nakakagambalang epekto

Ang mga maikling DNA sequence na na-synthesize ng kemikal ay mahalaga dahil maraming nalalaman ang mga ito. Magagamit ang mga ito sa mga laboratoryo ng pananaliksik, ospital, at industriya. Halimbawa, ginamit ang mga ito upang makilala ang COVID-19 na virus. Ang mga Phosphoramide ay kinakailangang mga bloke ng gusali sa paggawa ng mga pagkakasunud-sunod ng DNA, ngunit ang mga ito ay hindi matatag at mabilis na masira.

Noong 2021, ang scientist na si Alexander Sandahl ay nakabuo ng bagong patentadong paraan upang mabilis at mahusay na gawin ang mga building block na ito para sa produksyon ng DNA, na makabuluhang nagpapabilis sa proseso bago maghiwa-hiwalay ang mga bahaging ito. Ang mga sequence ng DNA ay tinatawag na oligonucleotides, malawakang ginagamit para sa pagtukoy ng mga sakit, paggawa ng mga gamot, at iba pang medikal at biotechnological na aplikasyon. 

Isa sa mga nangungunang kumpanya ng biotech na nag-specialize sa paggawa ng sintetikong DNA ay ang Twist Bioscience na nakabase sa US. Ang kumpanya ay nag-uugnay sa mga oligonucleotides nang magkasama upang lumikha ng mga gene. Ang presyo para sa oligos ay bumababa, pati na rin ang oras na kinakailangan upang gawin ang mga ito. Noong 2022, ang gastos sa pagbuo ng mga pares ng base ng DNA ay siyam na sentimos lamang. 

Ang sintetikong DNA ng Twist ay maaaring i-order online at ipadala sa isang lab sa ilang araw, pagkatapos nito ay ginagamit upang lumikha ng mga target na molekula, na siyang mga bloke ng gusali para sa mga bagong pagkain, pataba, produktong pang-industriya, at gamot. Ang Ginkgo Bioworks, isang cell-engineering firm na nagkakahalaga ng USD $25 bilyon, ay isa sa mga pangunahing kliyente ng Twist. Samantala, noong 2022, naglunsad ang Twist ng dalawang synthetic na kontrol ng DNA para sa human monkeypox virus upang matulungan ang mga mananaliksik na bumuo ng mga bakuna at paggamot. 

Mga implikasyon ng mas mabilis na gene synthesis

Maaaring kabilang sa mas malawak na implikasyon ng mas mabilis na gene synthesis ang: 

• Ang pinabilis na pagkilala sa mga virus na nagdudulot ng mga pandemya at epidemya, na humahantong sa mas napapanahong pagbuo ng mga bakuna.
• Mas maraming biotech at startup na tumutuon sa mga teknolohiya ng gene synthesis sa pakikipagtulungan sa mga kumpanya ng biopharma.
• Ang mga pamahalaan ay nakikipagkarera upang mamuhunan sa kani-kanilang mga sintetikong DNA lab upang bumuo ng mga gamot at pang-industriya na materyales.
• Ang halaga ng sintetikong DNA ay nagiging mas mababa, na humahantong sa demokratisasyon ng genetic na pananaliksik. Ang trend na ito ay maaari ding humantong sa mas maraming biohacker na gustong mag-eksperimento sa kanilang sarili.
• Nadagdagang genetic na pananaliksik na nagreresulta sa mas mabilis na pag-unlad sa pag-edit ng gene at mga teknolohiya sa therapy, gaya ng CRISPR/Cas9.

Mga katanungang dapat isaalang-alang

• Ano ang iba pang mga benepisyo ng mass-producing synthetic DNA?
• Paano dapat pangasiwaan ng mga pamahalaan ang sektor na ito upang ito ay manatiling etikal?