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Os cientistas Estão a Clonagem do Coronavírus Como um Louco. Aqui está o Porquê—e os Riscos

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A maioria dos pesquisadores biomédicos estão ocupados em encontrar maneiras de squash o novo coronavírus. Enquanto isso, sintético de biólogos estão ocupados clonagem em massa.

No final de fevereiro, uma equipe da Universidade de Berna, liderada pelo Dr. Volker Thiel, publicou um relativamente simples receita artificialmente cozinhar até a SARS-CoV-2, o vírus que causa a Covid-19, em laboratório. Em apenas dois ingredientes principais: sintético pedaços do vírus de genoma instruções, que podem ser encomendados on-line; e o fermento. Em mãos experientes, o processo não é muito mais difícil do que assar pão de sourdough de um self-made-starter.

O manuscrito, inicialmente, submetidas à pré-impressão servidor de bioRXiv e agora revisados por pares e publicados em Natureza, enviou ondas de choque por toda a comunidade biomédica. Se ainda for verificada, isso significa que o certificado de laboratórios pode clonar todo amostras do coronavírus em uma semana mais ou menos us $30.000. Por “democratizar” o acesso ao novo vírus, mais pode trabalhar em laboratórios de testes de diagnóstico, medicamentos e vacinas, potencialmente, trazendo o vírus para seus joelhos mais rápido e salvando milhões de pessoas.

No entanto, há um lado escuro, para que o acesso mais amplo: a mesma plataforma usada para fazer a SARS-CoV-2 a partir do zero pode, potencialmente, também torná-lo mais mortal ou mais transmissível. Em cenários de pesadelo, a mesma tecnologia que poderia livrar-nos da peste também pode transformá-lo em um biológicas.

É um dilema que a longo refogada no campo sintético de vírus—o “dual-use” o problema. “Em biologia…[it means that] as técnicas necessárias para a engenharia de um biológicas são as mesmas necessárias para a prossecução legítimo de investigação”, explicou o Dr. Guoyu Wang, do Centro de Ética Biomédica, na Universidade de Fudan, em Xangai, e colegas. Mesmo se original motivações eram nobres, qualquer “desvio, uso indevido ou abuso durante a pesquisa,” tais como vazamentos acidentais de laboratórios, poderia significar global de calamidade.

Estas preocupações, muitas vezes, formam a base das teorias da conspiração. Mas eles não são pura fantasia. De volta em 2014, federal, cientistas descobriram meia dúzia de frascos de vírus da varíola, que a maioria dos Americanos nascidos depois de 1972, não tem imunidade contra, enquanto a limpeza de instalações de armazenamento em Institutos Nacionais de Saúde. O esquecimento de lado, várias estirpes de influenza foram feitas mais contagiosa utilizar a biologia sintética, com base em testes em furões. Apesar de ainda não houve um sintético viral de Chernobyl, os cientistas estão legitimamente preocupados com um laboratório ou de laboratório-vazou estirpe viral que pode causar estragos.

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Thiel e da equipe de coronavírus-a receita trouxe estes debates de volta em pleno fervor, graças, em parte, para a receita é a simplicidade. Mas talvez o mais preocupante é que a mesma plataforma pode clonar uma grande variedade de vírus—aqueles conhecidos por nós, e, potencialmente, esses ainda a ser descoberto.

O Vírus Sintético Livro De Receitas

Para bater um vírus, primeiro conhecer o seu inimigo.

A maneira mais fácil de obter um porão de um vírus é através da obtenção de infectados de tecidos biológicos, o que era difícil no início da pandemia fora de Wuhan, na China. A segunda rota é tentar crescer o vírus dentro imortalizado células—nos a SARS-CoV-2 caso, de pulmão de células—mas é como a fabricação de carros que explodir a fábrica e a si próprios a meio caminho de construção.

Que deixa a terceira rota: fazer com que o vírus a partir do zero. Graças aos avanços na biologia sintética e o genoma de engenharia, fazendo com que todos os vírus de genomas de bactérias ou leveduras hosts tornou-se mais barato, mais fácil e mais rápido. Um artigo recente para a engenharia de SARS-CoV-2 usado bactérias como o viral factory.

No entanto, A equipe passou a levedura de rota. O motivo, explicou, é que coronavírus ter extraordinariamente grande de genomas, o que torna difícil para as bactérias para lidar com o—como desafiar um a três anos, com um complicado conjunto de Lego—o que leva a erros de vírus de genoma. Levedura, em contraste, é muito mais maleável.

Além do mais, levedura de cerveja também tem um poder especial para automaticamente cola pedaços de externa de DNA de material junto em uma completa sequência do genoma. Isso é enorme: em vez de sintetizar todo o coronavírus genoma através da química, é possível fazê-lo em pedaços para reduzir custos, e a levedura vai “magicamente” montar as peças como um quebra-cabeça.

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O projecto arrancou em janeiro, logo depois que os pesquisadores Chineses lançado o vírus de genoma de plantas. A equipe de dividir o genoma em 14 pedaços gerenciáveis, cada um com um pouco de sobreposição de seqüências, e ordenou DNA sintético que correspondiam às genoma viral bits de uma empresa comercial.

Três semanas mais tarde, depois de receber os fragmentos no e-mail, eles inserido o DNA—que, juntos, representam todo o SARS-CoV-2 do genoma em leveduras. Eles, então, sentou-se e observou as células de levedura fazer a sua magia, a colagem de juntas sobrepostas sequências sobre os fragmentos para transformá-los em comprimento total do genoma. Apenas dois dias depois, a equipe foi capaz de verificar o fermento, agora floresceu em ponto-como “colônias” em uma placa, por sinais do vírus do genoma. Finalmente, eles extraídos do material genético do vírus da levedura no DNA formulário e transformou-o RNA—como traduzir de um idioma para outro—que o vírus naturalmente usa para se multiplicar.

Pronto: em menos de uma semana, a equipe foi capaz de gerar um totalmente sintético vírus, um relativamente novo para os seres humanos, e usá-lo para infectar o sacrifício de células em um prato para estudo. Como prova de conceito para a plataforma de energia, a equipe também fez um glow-in-the-dark versão do vírus, que pode ajudar a tela para anti-viral drogas. (Se as drogas de trabalho, esta rave versão do vírus deve perder seu brilho.)

O Dilema De Biossegurança

Thiel de plataforma para a engenharia de SARS-CoV-2 se destaca por sua velocidade e simplicidade. De acordo com o Dr. Susan Weiss, um microbiologista da Universidade da Pensilvânia, que não estava envolvido no estudo, o mais emocionante é que as leveduras são muito rápida viral produtores, enquanto os outros métodos são tedioso e difícil.”

A velocidade de um surto é essencial, não apenas para a contenção, mas também para a investigação. A nova plataforma é um ponto de partida para os laboratórios de alterar facilmente o coronavírus do genoma, vendo o que o impede de replicação ou que sequências genómicas torná-lo mais fraco ou até mesmo incapaz de infectar seres humanos. A cereja em cima: o sistema requer apenas o fermento para remontar o vírus do genoma de uma única vez. É extremamente fácil de coletar mais coronavírus através da reutilização de ready-made de vírus-produção de células de levedura, como o fabrico de cerveja.

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Ainda assim, esses pontos de venda são exatamente o que preocupa bioeticistas. “Com a publicação do roteiro de tecnologia, é possível para os cientistas e os terroristas para aplicar a mesma técnica para sintetizar mais complexo vírus, ou o desenvolvimento de uma “super” vírus ” extremamente alta infectividade, virulência ou vacina-resistência,” escrever Wang e colegas, em um comentário de Thiel do método.

Para Thiel, as preocupações não devem ser minimizados, mas não deveria nem a promessa de biologia sintética no combate a surtos. “A biologia sintética amadureceu no sentido de uma técnica poderosa, que terão impacto na comunidade científica—e a nossa sociedade em geral”, comentou em um dos primeiros estudos utilizando semelhante fermento técnica para reconstruir uma grande genoma viral a partir do zero.

O serviço de take-away, argumenta ele, é que a tecnologia já está aqui, e para múltiplos jogadores, tais como os governos para abordar o abuso potencial. Sintético de vírus, incluindo um clone do vírus da gripe de 1918, que os cientistas trazido de volta à vida em laboratório—já forneceu insights mortal contágios caso contrário, são algemados aos caprichos do rés-do-zero país. Não cada laboratório pode participar na reconstrução de vírus; por agora, é regulada para um muito poucos selecione instituições com o mais alto grau de biossegurança recursos e altamente qualificado.

Se clonado vírus irá, em última análise, ajudar a esmagar a atual pandemia é uma incógnita. Como para a pesquisa-bioterrorismo dupla utilização problema, nós não temos uma resposta. No entanto, o uso do clonados mortal vírus é cada vez mais defendida como uma forma de combater surtos, se estamos confortáveis e de que pronto ou não.

Enquanto isso, a Amazon já está olhando em frente para a próxima pandemia e o futuro da biologia sintética como um todo. “Temos que encontrar uma maneira de lidar com o fato de que este [synthetic biology] a tecnologia vai permitir a geração de designer de micróbios e, em última análise, sintético de vida”, disse ele.

Crédito da imagem: NIH-Image-Gallery

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