Stroj na výrobu malých organických molekul na zakázku

Výzkum vedl profesor chemie Martin Burke, který „je doma” v obou výše zmíněných institucích a navíc pro využití zmíněného stroje v praxi založil firmu REVOLUTION Medicines. Tento pokrok ve značné míře odstraňuje překážky, které doposud bránily rychlému zkoušení širšího spektra chemických látek jak pro lékařské, tak i technologické účely. Stroj, kterému začali jeho autoři obrazně přezdívat 3D tiskárna pro molekuly, zatím zvládá výrobu 14 dosti rozdílných molekul, přičemž vychází ze společné základní báze jednoduchých stavebních molekulárních bloků. Některé vyrobené molekuly mají jednoduchou lineární strukturu, avšak jiné obsahují i rozvětvené a cyklické části. Tým Martina Burkeho usiluje o to, aby budoucí podobné stroje zvládaly výrobu řádově tisíců různých molekul, ze zhruba stovek základních stavebních bloků. Odborný popis jejich stroje vyšel v časopise Science 13. března roku 2015.

Zatím je stroj schopen plnit výrobní úkoly pro odborné zadavatele z řad chemiků, avšak cílem týmu Martina Burkeho je dospět do stavu, kdy si i běžný laický uživatel bude moci přes webové rozhraní “naklikat” chemickou syntézu podle svého gusta a výsledkem bude konkrétní množství kýžené chemické látky, které jim bude zasláno.

Lékařská i technologická praxe totiž vyžaduje ve velkém množství případů působení malých molekul. Příroda sice řadu z nich také “produkuje”, ale velmi mnoho dalších z nich je těžké sehnat jak v přírodě, tak je i uměle vyrobit. A zpravidla každá sloučenina doposud vyžadovala svoji vlastní sadu syntetických chemických reakcí a výrobních postupů. Burkeho tým se v tomto poučil z přírody, tedy ze způsobů, jakým různé chemické látky vznikají v rostlinách, mikrobech či v orgánech živočichů. V řadě případů se jedná o produkci mnoha odlišných chemických sloučenin, avšak výchozí surovinou je určité množství základních stavebních modulů, tedy mnohem jednodušších molekul. K těmto základním společným modulům se Burkeho tým propracoval analýzou tisíců přírodně produkovaných chemických látek. K výsledným molekulám se přírodní procesy i nový stroj Burkeho týmu dostávají postupně, pomocí opakovaných a postupných kroků (tzv. iterací). Podobný stroj bude dokonce v budoucnosti schopen provádět změny vyráběných molekul i v rámci jednotlivých atomů (“editovat molekuly atom po atomu”) a tak poskytovat prostor pro optimalizaci léčiv a chemických činidel v průmyslu.

Zdroje: Phys.Org, Chemical & Engineering News, Howard Hughes Medical Institute, Popular Mechanics, Science Magazine