合成生物学是如何塑造药物发现的未来?

科学家们利用的力量合成生物学——的科学领域,包括重新设计生物组件生成新颖的合成实体—医学解决科学问题和推动创新。食典委DNA旨在帮助研究人员通过向他们提供的能力,迅速,准确,生产大量的合成DNA。

188金宝搏备用最近采访了法典DNA的首席执行官托德·r·纳尔逊了解影响合成生物学技术对制药的发展和合成生物学的“大趋势”我们已经看到,预计在未来几年。尼尔森还讨论了建立食品DNA合成SARS-CoV-2基因组和如何使用这个援助对COVID-19治疗和诊断的发展策略。

劳拉·兰斯顿(LL):法典DNA是如何帮助科学家“构建生物学”?

托德·r·纳尔逊(环境):在法典的DNA,我们认识到,生物学家,特别是那些与DNA,是新软件工程师。通过提供易于使用的产品,允许编码和重新编码DNA,我们帮助科学家找到新的和改进的方法来考虑如何使用DNA来提高药物发现,疫苗开发和代谢工程项目。我们帮助生物学家“构建生物学”通过提供新的和更有效的工具,用于将数字信息转化为DNA或蛋白质,从基于DNA疫苗的能力来存储数字信息的DNA链。

以满足不断增长的要求打印DNA在制药、生物技术、疫苗和农业市场,我们开发出了世界上第一个完全自动化的DNA打印机——BioXp™3250系统。等系统帮助科学家执行任务的快速和准确的印刷长段的DNA,然后仪器自动组装成合成基因。当BioXp™系统需要数字信息,像一个基因的序列,并将它转换成一个真实的基因或蛋白质,我们构建生物学。我们用我们的产品做一些奇妙的东西像做世界第一SARS-CoV-2合成基因组。

你是如何合成生物学技术推动制药的发展?

环境:我们的产品驱动显著提高生产率的提高,使关键路径的步骤在药物发现更快地移动。例如,因为我们的产品是完全自动化和集成到工作流,我们提供的能力运行实验规模明显高于曾经是不可能的。一般来说,我们的产品减少关键的时间和提高生产力。因为我们有唯一台式的解决方案可用,我们让客户来控制他们的工作流程,而不是花时间和精力与合同研究组织工作。

我们也有几个产品,颠覆性的性质,允许改进结果在药物和疫苗开发,我们说“以前花了几个月就可以完成在天或小时”。这是至关重要的,省时等发展中某些类型的精密治疗特定的癌症疫苗——我们的系统可以方便识别的“银弹”用于治疗患者个性化的抗癌疫苗。我们的产品帮助这些药物的病人比以往任何时候都更快,可以拯救生命。一个很好的例子,这是我们的合作与博士斯蒂芬•Shoenberger举世闻名的免疫学家,他已经使用系统,识别重要的个性化的癌症疫苗。

噢,你能告诉我们更多关于世界上第一个长篇,合成SARS-CoV-2基因组,以及这如何帮助开发疫苗、治疗和诊断COVID-19呢?

环境:使用BioXp™系统,我们生成的世界上第一个完全合成基因组COVID-19病毒以一种前所未有的十天。基因组——COVID-19病毒基因的集合——现在正被广泛应用在制药、疫苗和诊断行业。想想最好的办法是,我们创建了一个高度灵活的模板组成的病毒的基因可以多样化实现进行研究。疫苗研发的公司使用模板来确定最优的“活性成分”COVID-19疫苗产生最好的免疫反应一旦给人类。治疗学的发展,研究人员使用模板创建基于抗体的药物称为生物制剂。诊断行业使用基因组的基因识别区域,可以用于快速检测。

莫莉·坎贝尔(MC):合成生物学的一个重要应用是代谢工程。你能跟我们谈谈在这个领域的最新发展和技术的进步使得他们吗?

环境:多学科融合理解复杂生物系统的功能。这些努力的重大技术进步跨越整个“design-build-test周期”。改善DNA测序和生物信息学工具使准确的注释的基因和通路识别理想主机作为起点进行代谢工程。通过降低成本和增加的能力执行大规模的基因,基因通路和基因组结构,甚至简单的克隆或诱变操作可以执行新创合成。发展迅速的化验报告读出对于一个给定的基因序列也扩大吞吐量。

此外,人工智能算法允许更精确的预测酶和通路功能的细胞环境定义。最后,基因组编辑工具,比如CRISPR / Cas9,使精确的编辑任何基因组任何位置,特别是删除,添加或替换天然DNA序列库的小型或大型合成DNA结构。所有这些进步,结合能力合成库大规模的基因和通路已经打开了一扇门同时检测成千上万的基因序列排列。

主持人:是什么在合成生物学研究进展的一些关键挑战从实验室到临床吗?

环境:我们所面临的挑战之一,合成生物学正在与美国食品和药物管理局(FDA)和其他监管机构。我们都是朝着一个更好的理解的安全标准需要开发和制造产品,也许在医疗点(POC)和管理病人的治疗或疫苗。合成生物学的影响已经被看到在药物发现工业和药物发现和使用这些技术的开发和应用已经进展顺利。

主持人:在你看来,你认为是合成生物学的“大趋势”现在,和你想象的领域会是什么样子在10年的时间吗?

环境:这是个很好的问题。在接下来的几年里,能够迅速、准确地产生DNA将继续在药物发现识别创建需求强劲更安全,更有效的癌症和感染性疾病的药物和疫苗。

说,我们正在商业化——在18到24个月——一个完全自动化的疫苗打印机称为DBC或“Digital-to-biological转换器”。这里的想法是,我们可以使用技术来消除未来大流行像COVID-19通过将疫苗打印机在医院,甚至在你当地的药店。当你考虑拥有一个全球网络的这些疫苗可用的打印机,很容易想象在一个世界以前所未有的速度应对流行病的能力。一旦所需的病毒序列是已知的,在几分钟内,我们可以启动疫苗在世界任何地方的印刷,按的按钮,包含爆发在一个邮政编码。

长远来看,我们很兴奋能够将数字信息存储在DNA链。这一新兴的DNA数字存储领域的巨大潜力,因为DNA是一种理想的数据存储解决方案。它很小,密度极高,可以持续数百万年,认为《侏罗纪公园》。这是相当令人印象深刻的,真的;如果存储为DNA链,在Facebook上创建的所有内容都将适合大小的小管你的指尖。

食典委DNA在这个领域取得了显著进展通过创建一个原型仪器可以将二进制代码转化为DNA的书信,创造打印文件。这些文件中的信息,无论是文本(国会图书馆),音频(Spotify),或视频(Netflix),可以印刷,组装成股DNA,可以使用现有技术解码回到原来的格式。最大的挑战是印刷和检索速度,我们现在正在做。

托德·r·尼尔森说,莫莉坎贝尔和劳拉·伊丽莎白·兰斯顿科学技术网络作家。188金宝搏备用