Isọpọ jiini yiyara: DNA sintetiki le jẹ bọtini si ilera to dara julọ

• Nipa Author:
• Orukọ onkọwe

  Quantumrun Iwoju
• January 16, 2023

Akopọ oye

Iṣajọpọ kẹmika ti DNA ati apejọ rẹ sinu awọn Jiini, awọn iyika, ati paapaa gbogbo awọn genomes ti yiyipada isedale molikula. Awọn imuposi wọnyi ti jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣe apẹrẹ, kọ, idanwo, kọ ẹkọ lati awọn aṣiṣe, ati tun yipo naa titi ti abajade ti o fẹ yoo ti waye. Ọna yii wa ni okan ti isọdọtun isedale sintetiki. 

Yiyara apilẹṣẹ ọgangan

Akopọ yi koodu jiini oni nọmba sinu DNA molikula ki awọn oniwadi le ṣẹda ati gbejade awọn ohun elo jiini lọpọlọpọ. Awọn data DNA ti o wa ti pọ si ọpẹ si awọn imọ-ẹrọ atẹle-iran (NGS). Idagbasoke yii ti yori si ilosoke ninu awọn apoti isura infomesonu ti ibi ti o ni awọn ilana DNA lati ọdọ gbogbo oni-ara ati agbegbe. Awọn oniwadi le jade ni bayi, ṣe itupalẹ, ati ṣe atunṣe awọn ilana wọnyi ni irọrun diẹ sii nitori ṣiṣe ti o tobi julọ ninu sọfitiwia bioinformatics.

Awọn onimo ijinlẹ sayensi ti alaye diẹ sii ni lati “igi ti igbesi aye” (nẹtiwọọki ti genomes), bi wọn ṣe ni oye daradara bi awọn ohun alãye ṣe ni ibatan nipa jiini. Tito-atẹle-iran ti nbọ ti ṣe iranlọwọ fun wa lati ni oye awọn arun daradara, microbiome, ati oniruuru jiini ti awọn ohun alumọni. Igbesoke ọkọọkan yii tun ngbanilaaye awọn ilana imọ-jinlẹ tuntun, gẹgẹbi imọ-ẹrọ iṣelọpọ ati isedale sintetiki, lati dagba. Wiwọle si alaye yii kii ṣe imudarasi awọn iwadii aisan lọwọlọwọ ati awọn itọju ailera ṣugbọn o tun pa ọna fun awọn aṣeyọri iṣoogun tuntun ti yoo ni ipa pipẹ lori ilera eniyan. 

Ni afikun, isedale sintetiki ni agbara lati ni ipa ọpọlọpọ awọn agbegbe, gẹgẹbi ṣiṣẹda awọn oogun tuntun, awọn ohun elo, ati awọn ilana iṣelọpọ. Ni pataki, iṣelọpọ jiini jẹ ọkan ninu awọn imọ-ẹrọ ti o ni ileri ti o ṣe iranlọwọ lati kọ ati yi awọn ilana jiini pada ni iyara, ti o yori si awọn iwadii ti awọn iṣẹ ẹda tuntun. Fun apẹẹrẹ, awọn onimọ-jinlẹ nigbagbogbo n gbe awọn Jiini kọja awọn ohun alumọni lati ṣe idanwo awọn idawọle jiini tabi fun awọn ohun alumọni apẹẹrẹ awọn abuda tabi awọn agbara alailẹgbẹ.

Ipa idalọwọduro

Awọn itọsẹ DNA kukuru ti a ṣepọ ni kemikali ṣe pataki nitori pe wọn wapọ. Wọn le ṣee lo ni awọn ile-iṣẹ iwadii, awọn ile-iwosan, ati ile-iṣẹ. Fun apẹẹrẹ, wọn lo lati ṣe idanimọ ọlọjẹ COVID-19. Phosphoramidites jẹ awọn bulọọki ile pataki ni iṣelọpọ ti awọn ilana DNA, ṣugbọn wọn jẹ riru ati fifọ ni iyara.

Ni ọdun 2021, onimọ-jinlẹ Alexander Sandahl ṣe agbekalẹ ọna itọsi tuntun lati yara ati ni imunadoko iṣelọpọ awọn bulọọki ile wọnyi fun iṣelọpọ DNA, yiyara ilana naa ni pataki ṣaaju ki awọn paati wọnyi tuka. Awọn ilana DNA ni a pe ni oligonucleotides, ti a lo pupọ fun idanimọ awọn arun, awọn oogun iṣelọpọ, ati awọn ohun elo iṣoogun ati imọ-ẹrọ miiran. 

Ọkan ninu awọn ile-iṣẹ imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ ti o ni amọja ni iṣelọpọ DNA sintetiki jẹ Twist Bioscience ti AMẸRIKA. Ile-iṣẹ ṣe asopọ awọn oligonucleotides papọ lati ṣẹda awọn Jiini. Iye owo fun oligos n dinku, gẹgẹbi akoko ti o to lati ṣe wọn. Ni ọdun 2022, idiyele lati ṣe agbekalẹ awọn orisii ipilẹ DNA jẹ senti mẹsan nikan. 

DNA sintetiki Twist ni a le paṣẹ lori ayelujara ki o firanṣẹ si laabu ni awọn ọjọ, lẹhin eyi o jẹ lilo lati ṣẹda awọn ohun elo ibi-afẹde, eyiti o jẹ ohun amorindun fun awọn ohun ounjẹ tuntun, awọn ajile, awọn ọja ile-iṣẹ, ati oogun. Ginkgo Bioworks, ile-iṣẹ imọ-ẹrọ sẹẹli ti o ni idiyele ni USD $25 bilionu, jẹ ọkan ninu awọn alabara pataki Twist. Nibayi, ni ọdun 2022, Twist ṣe ifilọlẹ awọn iṣakoso DNA sintetiki meji fun ọlọjẹ monkeypox eniyan lati ṣe iranlọwọ fun awọn oniwadi lati ṣe agbekalẹ awọn ajesara ati awọn itọju. 

Awọn ifarabalẹ ti iṣelọpọ jiini yiyara

Awọn ifakalẹ ti o gbooro ti iṣelọpọ jiini yiyara le pẹlu: 

• Idanimọ iyara ti awọn ọlọjẹ nfa ajakaye-arun ati ajakale-arun, ti o yori si idagbasoke ti akoko diẹ sii ti awọn ajesara.
• Awọn imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ diẹ sii ati awọn ibẹrẹ ti n fojusi awọn imọ-ẹrọ iṣelọpọ pupọ ni ajọṣepọ pẹlu awọn ile-iṣẹ biopharma.
• Awọn ijọba n sare lati ṣe idoko-owo ni awọn ile-iṣẹ DNA sintetiki wọn lati ṣe agbekalẹ awọn oogun ati awọn ohun elo ile-iṣẹ.
• Iye owo ti DNA sintetiki di kekere, ti o yori si tiwantiwa ti iwadii jiini. Aṣa yii tun le ja si awọn biohackers diẹ sii ti o fẹ lati ṣe idanwo lori ara wọn.
• Iwadi jiini ti o pọ si ti o yorisi awọn idagbasoke yiyara ni ṣiṣatunṣe pupọ ati awọn imọ-ẹrọ itọju ailera, bii CRISPR/Cas9.

Awọn ibeere lati ronu

• Kini awọn anfani miiran ti DNA sintetiki ti n ṣejade lọpọlọpọ?
• Bawo ni o yẹ awọn ijọba ṣe ilana eka yii ki o wa ni ihuwasi?