Daha hızlı gen sentezi: Sentetik DNA daha iyi sağlık hizmetlerinin anahtarı olabilir

• Yazar:
• Yazar adı

  Kuantumrun Öngörüsü
• Ocak 16, 2023

Analiz özeti

DNA'nın kimyasal sentezi ve genler, devreler ve hatta tüm genomlar halinde birleştirilmesi moleküler biyolojide devrim yarattı. Bu teknikler tasarlamayı, inşa etmeyi, test etmeyi, hatalardan ders çıkarmayı ve istenen sonuca ulaşılana kadar döngüyü tekrarlamayı mümkün kıldı. Bu yaklaşım, sentetik biyoloji inovasyonunun merkezinde yer alır. 

Daha hızlı gen sentezi bağlamı

Sentez, dijital genetik kodu moleküler DNA'ya dönüştürür, böylece araştırmacılar büyük miktarlarda genetik materyal oluşturabilir ve üretebilir. Mevcut DNA verileri, yeni nesil dizileme (NGS) teknolojileri sayesinde genişledi. Bu gelişme, her organizma ve ortamdan DNA dizilerini içeren biyolojik veri tabanlarının artmasına neden olmuştur. Araştırmacılar, biyoinformatik yazılımındaki daha yüksek verimlilik nedeniyle artık bu dizileri daha kolay çıkarabilir, analiz edebilir ve değiştirebilir.

Bilim adamları "hayat ağacından" (genomlar ağı) ne kadar çok biyolojik bilgi edinirse, canlıların genetik olarak nasıl ilişkili olduğunu o kadar iyi anlarlar. Yeni nesil dizileme, hastalıkları, mikrobiyomu ve organizmaların genetik çeşitliliğini daha iyi anlamamıza yardımcı oldu. Bu dizi patlaması aynı zamanda metabolik mühendislik ve sentetik biyoloji gibi yeni bilimsel disiplinlerin büyümesini sağlar. Bu bilgilere erişim yalnızca mevcut teşhis ve tedavi yöntemlerini iyileştirmekle kalmıyor, aynı zamanda insan sağlığı üzerinde kalıcı bir etkisi olacak yeni tıbbi atılımların önünü açıyor. 

Ek olarak, sentetik biyoloji, yeni ilaçlar, malzemeler ve üretim süreçleri oluşturmak gibi birçok alanı etkileme potansiyeline sahiptir. Özellikle, gen sentezi, genetik dizilerin çok hızlı bir şekilde oluşturulmasına ve değiştirilmesine yardımcı olan ve yeni biyolojik fonksiyonların keşfedilmesine yol açan umut verici teknolojilerden biridir. Örneğin, biyologlar genellikle genetik hipotezleri test etmek veya örnek organizmalara benzersiz özellikler veya yetenekler vermek için organizmalar arasında genler aktarırlar.

Yıkıcı etki

Kimyasal olarak sentezlenmiş kısa DNA dizileri çok yönlü oldukları için önemlidir. Araştırma laboratuvarlarında, hastanelerde ve endüstride kullanılabilirler. Örneğin, COVID-19 virüsünü tanımlamak için kullanıldılar. Fosforamiditler, DNA dizilerinin üretiminde gerekli yapı taşlarıdır, ancak kararsızdırlar ve çabuk kırılırlar.

2021'de bilim adamı Alexander Sandahl, DNA üretimi için bu yapı taşlarını hızlı ve verimli bir şekilde üretmenin patentli yeni bir yolunu geliştirdi ve bu bileşenler parçalanmadan önceki süreci önemli ölçüde hızlandırdı. DNA dizileri, hastalıkları tanımlamak, ilaç üretmek ve diğer tıbbi ve biyoteknolojik uygulamalar için yaygın olarak kullanılan oligonükleotidler olarak adlandırılır. 

Sentetik DNA üretiminde uzmanlaşmış önde gelen biyoteknoloji firmalarından biri ABD merkezli Twist Bioscience'dır. Şirket, genleri oluşturmak için oligonükleotitleri birbirine bağlar. Oligoların fiyatı ve onları yapmak için geçen süre düşüyor. 2022 itibariyle, DNA baz çiftlerini geliştirmenin maliyeti sadece dokuz sent. 

Twist'in sentetik DNA'sı çevrimiçi olarak sipariş edilebilir ve günler içinde bir laboratuvara gönderilebilir, ardından yeni gıda maddelerinin, gübrelerin, endüstriyel ürünlerin ve ilaçların yapı taşları olan hedef molekülleri oluşturmak için kullanılır. Değeri 25 milyar ABD doları olan bir hücre mühendisliği firması olan Ginkgo Bioworks, Twist'in en önemli müşterilerinden biridir. Bu arada, 2022'de Twist, araştırmacıların aşı ve tedavi geliştirmesine yardımcı olmak için insan maymun çiçeği virüsü için iki sentetik DNA kontrolü başlattı. 

Daha hızlı gen sentezinin sonuçları

Daha hızlı gen sentezinin daha geniş etkileri şunları içerebilir: 

• Pandemilere ve salgınlara neden olan virüslerin hızlandırılmış tanımlaması, aşıların daha zamanında geliştirilmesine yol açar.
• Biyofarma şirketleriyle ortaklaşa gen sentezi teknolojilerine odaklanan daha fazla biyoteknoloji ve girişim.
• Hükümetler, ilaçlar ve endüstriyel malzemeler geliştirmek için kendi sentetik DNA laboratuvarlarına yatırım yapmak için yarışıyor.
• Sentetik DNA'nın maliyetinin düşmesi, genetik araştırmanın demokratikleşmesine yol açıyor. Bu eğilim, kendileri üzerinde deneyler yapmak isteyen daha fazla biyohacker'a da yol açabilir.
• CRISPR/Cas9 gibi gen düzenleme ve tedavi teknolojilerinde daha hızlı gelişmelere yol açan artan genetik araştırma.

Dikkate alınması gereken sorular

• Seri üretim sentetik DNA'nın diğer faydaları nelerdir?
• Hükümetler bu sektörü etik kalması için nasıl düzenlemelidir?