211service.com
Startups kunstige DNA kunne revolutionere Drug Design
Fire bogstaver af DNA skriver den universelle kode, der deles af hele livet. Eller de plejede i hvert fald. Synthorx, en biotekstartup i La Jolla, Californien, designer mikrober med et udvidet genetisk alfabet, der indeholder seks bogstaver, og tilføjer det syntetiske X og Y til de naturlige A, T, G og C. Disse bakterier har ingen modstykker i naturen, og Synthorx bruger dem til at designe nye proteiner, der lover som grundlaget for fremtidige smertestillende midler, antibiotika og kræftmålrettede forbindelser.
Virksomheden er baseret på arbejdet fra en af dets grundlæggere, kemiker Floyd Romesberg ved Scripps Research Institute i San Diego. I over 15 år puslede Romesberg med at perfektionere et par kunstige DNA-bogstaver, der ville fungere i overensstemmelse med livets genetiske maskineri, men ikke være så ens, at de blev blandet sammen med eksisterende bogstaver. I 2012 offentliggjorde Romesbergs laboratorium skabelsen af X og Y, og i 2014 viste han, at bakterieceller kunne replikere og udbrede gener indeholdende X og Y til fremtidige generationer.
Ved at tilføje DNA-bogstaverne X og Y kan celler lave proteiner med op til 172 forskellige aminosyrer - sammenlignet med naturens sæt på 20.
Folk har altid troet, at der var noget kompleksitet, eller at det ville være meget svært at efterligne livet, siger Romesberg. Det tyder virkelig på, at livets molekyler ikke er privilegerede på nogen særlig måde.
For to år siden havde ingen brugt X og Y til at gøre noget nyttigt. Men Romesbergs mål var at skabe stoffer for komplekse til at gøre ved hjælp af konventionel kemi. Det kan jeg ikke i mit laboratorium, sagde Romesberg. Så at starte en virksomhed, der udelukkende fokuserer på det, er en måde at få det gjort på. Med kom Synthorx.
Skabelsen af X og Y er i sig selv et videnskabeligt vartegn, men Synthorx' sande fremskridt ligger i brugen af disse bogstaver til at lave nye proteiner. Blot at tilføje DNA-bogstaverne X og Y tillader hypotetisk celler at lave proteiner med op til 172 forskellige aminosyrer sammenlignet med naturens sæt på 20.
Mange af disse aminosyrer er ret overflødige, siger Romesberg. Og for en medicinsk kemiker, der bruger deres karriere på at lave stoffer, må det se ekstremt begrænsende ud. Ved at bruge syntetiske aminosyrer kunne forskere få et eksisterende protein til at binde sig stærkere til sit mål, hvilket resulterer i et mere effektivt lægemiddel. En anden idé er at konstruere et protein til at binde sig til et specifikt mål, mens man undgår meget lignende mål i håbet om at eliminere farlige bivirkninger. Et sådant projekt hos Synthorx har til formål at forvandle en edderkoppegift til et ikke-opioid, ikke-vanedannende smertestillende middel.
Nye antibiotika og lægemidler til stofskiftesygdomme er også på dagsordenen. Insulin ville være et godt mål, siger Synthorx CEO Court Turner. Den er allerede produceret i E coli, men det skal injiceres på daglig basis. Inkorporering af de rigtige syntetiske aminosyrer i insulinmolekyler kunne lave en langtidsholdbar version, så diabetikere kun behøver at injicere det med få dages mellemrum eller en gang om ugen.
Der synes ikke at være nogen tvivl blandt videnskabsmænd om, at hvis denne teknologi virker, vil den være revolutionerende. Men indtil nu har der ikke været drivkraft til at drømme vildt om anvendelsen af et udvidet genetisk alfabet og evnen til at lave proteiner med en bredde af unaturlige aminosyrer. Marc Lajoie, en syntetisk biolog ved University of Washington, siger: Det er i virkeligheden kun et fantasiproblem, og for at være ærlig, selv at tænke på at bruge en unaturlig aminosyre er lidt skørt for nogle mennesker.