3D model of DNA isolating a section with data visualization overlay
3D model of DNA isolating a section with data visualization overlay
   

НОВОСТНАЯ ПОДПИСКА SIGNALS+

Будьте в курсе последних событий и используйте новейшую информацию и идеи, представленные в Signals+, для таких областей, как системы связи, цифровое здравоохранение, системы электрификации и интеллектуальная промышленность

Вы можете изменить настройки конфиденциальности в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в электронных письмах, отправленных Analog Devices, или в настройках конфиденциальности сайта Analog Devices.

Настройки конфиденциальности Положение о конфиденциальности и безопасности Авторизованные партнеры

Спасибо, что подписались на ADI Signals+. Электронное письмо с подтверждением было отправлено на ваш почтовый ящик.

Вскоре вы будете получать своевременные обновления обо всех инновационных технологиях, меняющих к лучшему жизнь людей во всем мире.

Закрыть

РЕШЕНИЯ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ, КОТОРЫЕ СПАСАЮТ ЖИЗНИ


Что, если бы мы могли объединить физику с биологией и ускоренными темпами разработать новые и доступные, индивидуализированные лекарства на поверхности кремниевых микросхем для лечения рака, нарушений обмена веществ и инфекционных заболеваний? А теперь представьте, что было бы, если эта революционная технология смогла бы использовать всю силу природы и предложила бы пути решения наиболее серьезных задач, с которыми сталкивается человечество в сфере медицины, производства и сельского хозяйства.

Синтетическая биология – это не далекие мечты из научной фантастики, а новая революционная комплексная технология, позволяющая упростить разработки в области биологии. Эта технология представляет собой сочетание достижений в химии, биологии, информатике и инженерном деле, что дает возможность проектировать и создавать биологические компоненты, решения и системы, которых не существует в мире природы. Синтетическую биологию можно рассматривать как основанный на биологии набор инструментов, в рамках которого используются абстракции, стандартизация и автоматизированное конструирование с целью изменения способа построения биологических систем и расширения диапазона возможных продуктов1.

Компания Evonetix переосмысливает биологию и разрабатывает радикально иной подход к синтезу длинноцепочечной ДНК с высочайшей точностью и масштабом. Миссия этого биотехнологического стартапа состоит в улучшении здоровья населения во всем мире за счет участия в развитии быстрорастущей области синтетической биологии и повышения качества, скорости и рентабельности процессов разработки решений на основе синтетической биологии, таких как жизненно важные вакцины.

Чтобы ускорить разработку и как можно скорее вывести свою инновационную платформу на рынок, компания Evonetix нуждалась в партнере с богатыми знаниями в этой области, а также в области биосенсорных решений, компонентов МЭМС и производстве полупроводниковых устройств на микроминиатюрном уровне. Evonetix выбрала Analog Devices Inc. (ADI) и ее инновационный центр Analog Garage для того, чтобы воплотить свои планы в жизнь и дать всем исследователям во всем мире возможность синтезировать ДНК.

ОБЗОР

КОМПАНИЯ

Биотехнологический стартап из Кембриджа (Великобритания) Evonetix работает в области синтетической биологии и разрабатывает настольную платформу для проведения масштабируемого, высокоточного и быстрого генетического синтеза.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Открытие и разработка новых жизненно важных лекарств, разработка и синтез терапевтических молекул, а также создание прецизионных медицинских и диагностических систем.

ЗАДАЧИ

Ускорение разработки, масштабирование и коммерциализация доступной, настраиваемой настольной платформы для редактирования ДНК. Создать минимально жизнеспособный продукт к началу 2022 года.

ЦЕЛЬ

Дать возможность ученым из лабораторий во всем мире быстро синтезировать длинноцепочечную ДНК и в конечном итоге улучшить здоровье населения мира.

СТАНДАРТНЫЙ СИНТЕЗ ДНК

Более 30 лет ДНК синтезировали путем конструирования отдельных нитей и последующего их комбинирования с целью создания более длинной двухцепочечной ДНК. Существующие методы являются медленными и допускают внесение случайных ошибок, для чего требуется проведение длительного анализа и определение последовательности для обеспечения приемлемого качества процесса синтеза. В результате такой процесс препятствует быстрой разработке новых лекарственных препаратов и развитию медицины в целом.

БИОСИНТЕЗ EVONETIX

Предлагаемый компанией Evonetix самостоятельно разработанный подход заключается в создании платформы, в рамках которой объединяются принципы физики и биологии, и благодаря этому обеспечивается регулирование синтеза ДНК во многих тысячах независимо контролируемых миниатюрных участках проведения реакций на поверхности кремниевой микросхемы.

3D model of a grey silicon chip on a green surface
Кремниевая микросхема
3D model of minaturized reaction site on chip
Миниатюрные участки проведения реакций на микросхеме
3D model of synthesis of long-chain DNA
Синтез длинноцепочечной ДНК
3D model of error identification and removal in DNA chains
Обнаружение и устранение ошибок

После проведения синтеза этот инновационный процесс подразумевает обнаружение и устранение ошибок, благодаря чему обеспечивается точность, которая на несколько порядков выше по сравнению с точностью существующих методов. Технология синтеза ДНК открывает путь к персонализированной, индивидуализированной медицине, которая позволит врачам принимать более информированные и точные решения по лечению пациентов.

СОТРУДНИЧЕСТВО ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ СМЕЛЫХ ЦЕЛЕЙ

В рамках продолжающегося исследования области работ биотехнологических стартапов ADI обратилась к Evonetix с целью разработки новых технологий, создания новых возможностей и развития новых сфер для бизнеса. Опыт ADI в области создания биосенсоров, усовершенствованные компоненты МЭМС и уникальные возможности изготовления полупроводниковых устройств – это три важнейших составляющих, необходимых компании Evonetix для реализации ее планов в области быстрого биосинтеза. Эти три технологии помогут ускорить разработку новых лекарств.

В январе 2019 года Evonetix начала сотрудничество с собственным инкубатором стартапов и инновационным центром ADI – Analog Garage. Это сотрудничество ускорит разработку и масштабирование настольной платформы редактирования ДНК компании Evonetix в направлении коммерциализации и создания первого рабочего продукта. Компанией была поставлена смелая цель: завершить разработку минимально жизнеспособного продукта к началу 2022 года.

«Сотрудничество с Evonetix дает ADI возможность выйти на растущий рынок синтетической биологии» – сказал старший вице-президент отдела разработки продуктов для цифрового здравоохранения в Analog Devices Патрик О’Догерти.

«Наша совместная работа направлена на увеличение скорости сборки генов и снижение стоимости этого процесса, что приведет к появлению новых стратегий, которые можно использовать для производства доступных лекарств и лечения различных заболеваний во всем мире».

Патрик О’Догерти

Старший вице-президент отдела разработки продукции для цифрового здравоохранения | Analog Devices

ANALOG GARAGE

«Analog Garage объединяет инженеров, специалистов по обработке данных, а также специалистов по разработке аппаратного и программного обеспечения из ведущих исследовательских университетов и технологических стартапов» – сказал Патрик О’Догерти: «Многие из них имеют докторские степени в области обработки сигналов, машинного обучения или материаловедения, что несколько нестандартно для обычной полупроводниковой компании. И все эти специалисты заинтересованы в создании новых решений и инновационных технологий в динамичной атмосфере стартапов».

«Группа Analog Garage, проводящая исследования и разработки, применяет научные знания, алгоритмы, данные и свой творческий потенциал для решения самых сложных задач наших заказчиков. Мы всегда в поиске замечательных людей и компаний, которые присоединятся к нам в создании решений, меняющих мир к лучшему» – сказал генеральный директор подразделения Analog Garage Пэт Коуди.

Zoomed in view of a microchip being adjusted with tweezers
Evonetix работает с Analog Garage над совместной разработкой интегрированного решения, в которое входит платформа МЭМС, специализированная микросхема (ASIC) для миниатюризации управляющей электроники и проточная кюветка.

В настоящее время Evonetix проводит тесты с использованием сенсорных структур испытательной микросхемы ADI и в течение следующих двух лет проведет больше экспериментов, оценочных работ и проверок. Микросхема еще не полностью разработана. ADI будет управлять процессом масштабирования для коммерческих целей и производить устройства для настольных платформ редактирования ДНК. ADI планирует приступить к выпуску сенсорной микросхемы, как только будет завершена фаза разработки.

«Поддержка и опыт исследовательской группы Analog Garage оказали неоценимую помощь в разработке комплексной управляющей микросхемы ASIC и теперь мы с воодушевлением ждем расширения нашего партнерства для дальнейшего коммерческого применения нашей платформы».

Д-р Мэтью Хейс

Главный технический директор Evonetix

Простое в настройке и использовании настольное устройство Evonetix

Artist concept of the proposed Evonetix desktop device
Художественная концепция разрабатываемого настольного устройства Evonetix

Платформа Evonetix для редактирования ДНК станет настольным инструментом, который можно будет просто приобрести и легко использовать. Она будет обладать большим количеством функций и может использоваться для проведения различных анализов благодаря специализированным одноразовым картриджам, которые обеспечивают высокопараллельный синтез.

Ожидается, что первый продукт Evonetix будет проходить бета-тестирование в конце 2021 года. После этого ADI и Evonetix продолжат совместную работу по увеличению скорости сборки генов, повышению эффективности и точности, а также снижению затрат.

«Партнерство с ADI – это значительный шаг вперед в нашем деле по разработке высокопараллельной настольной платформы для точного синтеза ДНК».

Д-р Мэтью Хейс

Главный технический директор Evonetix

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЛЮДЕЙ

Woman with glasses in a lab inserting fluid into a test tube

Борьба с пандемиями

На момент написания этого материала в мире не было ни одной одобренной для использования вакцины или лекарства от инфекции COVID-19. Но исследователи во всех уголках планеты усиленно работают с технологиями, которыми они обладают, в поисках решения. Ожидается, что COVID-19 будет побежден, но на данный момент будущее остается неопределенным.

Инновационная настольная платформа компании Evonetix после окончательной разработки и выхода на рынок, возможно, не успеет сыграть значительную роль в борьбе с пандемией COVID-19. Тем не менее, очень важный для медицины радикально иной подход Evonetix к синтезу генов может сыграть значительную роль в борьбе со следующей пандемией, а также с пандемиями, которые могут появиться после нее. Эта технология открывает большие перспективы, позволяя исследователям во всем мире разрабатывать жизненно важные лекарства и вакцины быстро, точно и экономично.

Всестороннее воздействие на людей

Синтез ДНК открывает возможности для создания новых стратегий производства доступных лекарств и лечения различных расстройств и заболеваний. Благодаря развитию синтетической биологии может значительно выиграть фармацевтическая отрасль и сфера разработки лекарств, мы можем получить новые виды биотоплива, новые биотехнологии для промышленности, специальные химические вещества, возобновляемые источники энергии, сельскохозяйственные технологии и инновационные разработки в материаловедении. Это может помочь уменьшить нашу зависимость от нефти, остановить распространение инфекционных заболеваний и обеспечить пищей голодных во всем мире.

Быстрый и точный синтез генов дает возможность ученым использовать биологию в масштабах, недоступных другими способами. Технология, полученная в результате сотрудничества между Evonetix и ADI, предлагает пути решения самых сложных задач, стоящих перед человечеством, и создания лучшего и безопасного мира со здоровым населением.


1Исследовательский консорциум по инженерной биологии.