ניסויים באופטוגנטיקה בתפוקה גבוהה בשמרים באמצעות הפלטפורמה האוטומטית Lustro

רלוונטיות תעשייתית למנהלים

אופטוגנטיקה בתפוקה גבוהה בשמרים, המאפשרת פלטפורמת Lustro, נותנת מענה לצוואר הבקבוק של מחזורי תכנון-בנייה-בדיקה (design-build-test) חוזרים בביולוגיה סינתטית ובהנדסת מעגלים גנטיים. על ידי אוטומציה של גרייה באור וקריאות כמותיות, Lustro משפרת את הביטחון החזוי ומאיצה נקודות מפנה בגילויים מוקדמים עבור מערכות תאיות ניתנות לתכנות. יכולת זו תומכת בהערכה רחבה של סדרת מבנים אופטוגנטיים, ובכך מפחיתה את זמן המחזור ואת עצימות המשאבים בצינורות המו"פ.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פארמה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• מאפשר בדיקה מהירה של תפקוד מעגלי גנים תחת תנאי תאורה מבוקרים.
• תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי כימות דינמיקת התגובה האופטוגנטית במבנים (constructs) מרובים.
• מאפשר תיקוף פונקציונלי של מטרות באמצעות גרייה ומדידה מדויקים וניתנים לתכנות.
• משפר את הביטחון החזוי לקידום נכסים של ביולוגיה סינתטית.

סריקה ופיתוח בדיקה

• אוטומציה של הכנה וגירוי של זני שמרים עבור בדיקות סטנדרטיות וניתנות לשחזור.
• מספק מדידות פלואורסצנציה וצמיחה כמותיות בתפוקה גבוהה לצורך סריקה רחבה (robust screening).
• מאפשר הערכה ניתנת להרחבה (scalable) של פרמטרי מערכת אופטוגנטית, כגון מחזור עבודה (duty cycle) ועוצמה.
• תומך בהערכה מהימנה של תרכובות או מבנים בפורמטים מרובי-אנליטים (multiplexed).

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• מתאימה את ביצועי המערכת האופטוגנטית להתנהגויות תאיות הרלוונטיות למחלה, במידה ורלוונטי.
• מספקת רצף משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני עבור מערכות ביטוי גנים תכנוניות.
• מפחיתה עמימות מכניסטית על ידי קישור קלט של אור לפלטים פנוטיפיים כמותיים.

שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד

Lustro משתלב ברצף התהליכים שבין הגילוי לזיהוי המולקולה המובילה (lead identification) על ידי אוטומציה של אפיון מערכות אופטוגנטיות ומאפשר בחירת קונסטרוקטים מבוססת נתונים לצורך פיתוח בהמשך התהליך.

• ביולוגיה של הגילוי: תומך בבחינת היפותזות ובבירור מסלולים באמצעות גרייה אורית ניתנת לתכנות ומדידה בזמן אמת.
• סריקה: מספק פלטים כמותיים, ניתנים לשחזור ומוכנים לבדיקה לצורך מיון של מבנים (constructs).
• אנליטיקה: מספק נתוני גדילה ופלואורסצנציה בעלות רזולוציית זמן להשוואת תגובות אופטוגנטיות בין תנאים שונים.
• מחקר תרגומי: מאפשר רציפות עבור מערכות ניתנות לתכנות המתקדמות לעבר מודלים פרה-קליניים.
• שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמת אוטומציה לשימוש חוזר עבור תהליכי עבודה איטרטיביים בביולוגיה סינתטית.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית אי-ודאות מכניסטית בפיתוח מערכות אופטוגנטיות.
• ערך תפעולי: סטנדרטיזציה והרחבה של בדיקות אופטוגנטיות, תוך מזעור התערבויות ידניות וטעויות.
• ערך אסטרטגי: מאיץ קבלת החלטות לגבי המשך או הפסקת פיתוח (go/no-go) ומבצע אופטימיזציה של הקצאת משאבים בפורטפוליו של ביולוגיה סינתטית.
• השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכונים של נכסי מערכות תאים תכנוניות.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות באופטוגנטיקה, תכנות אוטומציה ותכנון בדיקות כמותיות.
• תלוי במכשור משולב: התקן תאורה, קורא לוחיות, שייקר וזרוע רובוטית.
• דורש סטנדרטיזציה של פרוטוקולים ופורמטים של נתונים בין צוותים לצורך שחזור.
• התאמה למערכות מודל אחרות עשויה לדרוש שינויים בחומרה ובפרוטוקול.
• התפוקה ומורכבות הבדיקה מוגבלות על ידי תצורת הפלטפורמה ופורמט הלוחית.

שאלות נפוצות בתחום הביופארמה