211service.com
Startups kunstige DNA kan revolusjonere legemiddeldesign
Fire bokstaver med DNA skriver den universelle koden som deles av hele livet. Eller i det minste pleide de. Synthorx, en bioteknologisk oppstart i La Jolla, California, designer mikrober med et utvidet genetisk alfabet som inneholder seks bokstaver, og legger til de syntetiske X og Y til de naturlige A, T, G og C. Disse bakteriene har ingen motstykker i naturen, og Synthorx bruker dem til å designe nye proteiner som holder løftet som grunnlag for fremtidige smertestillende midler, antibiotika og kreftmålrettede forbindelser.
Selskapet er basert på arbeidet til en av grunnleggerne, kjemikeren Floyd Romesberg ved Scripps Research Institute i San Diego. I over 15 år tullet Romesberg med å perfeksjonere et par kunstige DNA-bokstaver som ville fungere i samsvar med livets genetiske maskineri, men ikke være så like at de ble blandet sammen med eksisterende bokstaver. I 2012 publiserte Romesbergs laboratorium etableringen av X og Y, og i 2014 viste han at bakterieceller kunne replikere og forplante gener som inneholder X og Y til fremtidige generasjoner.
Ved å legge til DNA-bokstavene X og Y, kan celler lage proteiner med opptil 172 forskjellige aminosyrer - sammenlignet med naturens sett på 20.
Folk har alltid trodd det var litt kompleksitet, eller at det ville være veldig vanskelig å etterligne livet, sier Romesberg. Det tyder virkelig på at livets molekyler ikke er privilegerte på noen spesiell måte.
For to år siden var det ingen som hadde brukt X og Y til å gjøre noe nyttig. Men Romesbergs mål var å lage medisiner for komplekse til å gjøre det ved hjelp av konvensjonell kjemi. Jeg kan ikke gjøre det i laboratoriet mitt, sa Romesberg. Så å starte et selskap som kun fokuserer på det er en måte å få det gjort på. Med kom Synthorx.
Opprettelsen av X og Y er i seg selv et vitenskapelig landemerke, men Synthorxs sanne fremskritt ligger i bruken av disse bokstavene for å lage nye proteiner. Bare å legge til DNA-bokstavene X og Y tillater hypotetisk cellene å lage proteiner med opptil 172 forskjellige aminosyrer, sammenlignet med naturens sett på 20.
Mange av disse aminosyrene er ganske overflødige, sier Romesberg. Og for en medisinsk kjemiker som bruker sin karriere på å lage medisiner, må det se ekstremt begrensende ut. Ved å bruke syntetiske aminosyrer kan forskere få et eksisterende protein til å binde seg sterkere til målet, noe som resulterer i et mer effektivt medikament. En annen idé er å konstruere et protein for å binde seg til ett spesifikt mål samtidig som man unngår svært like mål i håp om å eliminere farlige bivirkninger. Et slikt prosjekt ved Synthorx tar sikte på å gjøre en edderkoppgift til et ikke-opioid, ikke-avhengighetsskapende smertestillende middel.
Nye antibiotika og legemidler mot stoffskiftesykdommer er også på agendaen. Insulin vil være et godt mål, sier Synthorx-sjef Court Turner. Den er allerede produsert i E coli, men det må injiseres på daglig basis. Å inkorporere de riktige syntetiske aminosyrene i insulinmolekyler kan lage en langvarig versjon slik at diabetikere bare trenger å injisere det noen få dager eller en gang i uken.
Det ser ut til å ikke være noen tvil blant forskere om at hvis denne teknologien fungerer, vil den være revolusjonerende. Men til nå har det ikke vært noen drivkraft til å drømme vilt om bruken av et utvidet genetisk alfabet og evnen til å lage proteiner med en bredde av unaturlige aminosyrer. Marc Lajoie, en syntetisk biolog ved University of Washington, sier: Det er egentlig bare et fantasiproblem, og for å være ærlig, selv å tenke på å bruke en unaturlig aminosyre er litt sprøtt for noen mennesker.