تبدیل کد DNA دیجیتالی شده به مواد زیستی مصنوعی

تاریخ : ۱۵ مهر ۱۳۹۷

تعداد بازدید : ۱۷۴

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

توسعه دستگاهی بسیار پیشگام با استفاده از فناوری ژنومیک مصنوعی در زمینه چاپ DNA می‌تواند باعث ایجاد انقلابی در زمینه مبارزه با بیماری‌های همه‌گیر شود. کافی است بتوان در مدت کوتاهی قطعات آرایش یافته DNA را به پروتئین یا ویروس تبدیل کرد، آنگاه مبارزه سریع با بیماری‌ها به وسیله توسعه کارامد واکسن‌ها امکان پذیر خواهد بود.

هنگامی که ژنوم انسان برای اولین بار در سال 2001 توالی یابی شد، تصور استفاده از این کدهای ژنتیکی برای چاپ واکسن در یک آزمایشگاه دور از واقعیت بود. اکنون این احتمالات با استفاده ازنوعی فناوری که از کدهای ژنتیکی دیجیتالی برای سنتز شیمیایی رشته‌های DNA در مدتی کوتاه استفاده می‌کند، به واقعیت نزدیک شده است.

در این راستا پژوهشگران شرکت Synthetic Genomics موفق به توسعه دستگاهی موسوم به DBC (دیجیتال برای مبدل زیستی) شده‌اند که می‌تواند مانند یک ماشین فکس زیستی عمل کند. این دستگاه در مدت زمان حدود 24 ساعت و با دقت حدود 75 % کد DNA دیجیتالی شده را به مواد زیستی مصنوعی مانند پروتئین‌ها و ویروس‌ها تبدیل می‌کند. این کار به وسیله تولید قطعات کوچک کد DNA به نام الیگونوکلئوتیدها به صورت شیمیایی و دوختن این قطعات به یکدیگر با استفاده از فرایند پیچیده‌ای انجام می‌شود که پژوهشگران آن را «اسمبلی گیبسون» نامیده‌اند. این نامگذاری به افتخار دکتر گیبسون معاون فناوری DNA این شرکت انجام شده است.

این فناوری را می‌توان به عنوان یک دورنوردی (teleportation) دیجیتالی تصور کرد: تمام عملکردها و ویژگی‌های موجودات زنده درون کد DNA نوشته می‌شود. بنابراین اگر شما بتوانید این کد را بخوانید و بنویسید به صورت تئوری می‌توانید آن را در هر جای دنیا بازتولید کنید.

پیش از اینکه نمونه اولیه DBC عملیاتی شود، دانشمندان این موسسه در سال 2013  با مقامات چینی برای ساخت واکسنی بر ضد سویه آنفولانزای مرغی کار کردند. با اینکه که این شرکت در آن زمان از DBC استفاده نکرد، پایه و اساس دانش کنونی مشابه همان تلاش‌هاست که به تولید نمونه‌های DNA برای ساخت یک واکسن تنها در 12 ساعت کمک نمود و به طور بالقوه صدها نفر را نجات داد.

پتانسیل این فناوری برای ایجاد واکسن‌هایی جهت مبارزه با بیماری‌های همه‌گیر یکی از مهم‌ترین برنامه‌های کاربردی آن است. امروزه ساخت واکسن‌های آنفولانزا به طور معمول شامل مراحل مختلفی است که چندین ماه زمان صرف آن می‌شود. DBC می‌تواند با چاپ DNA برای ساخت واکسن‌های مناسب جهش‌های ویروسی عملاً این دوره آزمایشگاهی را از بین ببرد.

DBC هنوز به صورت تجاری در دسترس نیست، زیرا اندازه نمونه اولیه بزرگ بوده و نرخ دقت آن در حالی که برای نمونه اولیه رضایت بخش است به اندازه کافی برای استفاده گسترده بالا نیست؛ تنها یک تغییر عمدی یا سهوی در رشته DNA می‌تواند به معنای تفاوت بین یک سلول زنده یا مرده یا کارایی و عدم کارایی یک دارو باشد.

دانشمندان Synthetic Genomics تخمین می‌زنند که DBC در سه تا پنج سال آینده در دسترس جامعه پژوهشی قرار خواهد گرفت. تا آن زمان این شرکت در حال فروش یک دستگاه اصلاح شده به نام BioXp System خواهد بود که مواد ژنتیکی را با استفاده از شناساگرهای پیش بارگزاری شده با قیمت 65 تا 80 هزار دلار چاپ می‌کند. BioXp در حال حاضر تنها برای پژوهش‌هایی به وسیله شرکت‌های دارویی، زیست فناوری، دانشگاه‌ها و مؤسسات دولتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در همین حال دکتر گیبسون و تیم او در حال تلاش برای ساختن یک دستگاه کوچکتر، سریع‌تر و دقیق‌تر هستند. جدیدترین نسخه DBC حدود یک سوم فضای نمونه اولیه را اشغال می‌کند و دقتی بالاتر از 95% دارد.

منبع : https://www.wsj.com/articles/this-company-aims-to-deliver-dna-on-demand-with-its-biological-fax-machine-1531406936?utm_content=buffer668ce&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer

نظر شما