211service.com
Dzīvu baktēriju ģenētiskā koda rediģēšana
Pētnieki no Hārvardas Medicīnas skolas ir nākuši klajā ar atrašanas un aizstāšanas rīku dzīvo baktēriju ģenētiskā koda rediģēšanai. Šī metode piedāvā jaudīgāku veidu, kā manipulēt ar dzīviem organismiem, un galu galā to varētu izmantot, lai rūpnieciskos mikrobus padarītu drošākus, izturīgākus un ražotu jauna veida zāles un ķīmiskas vielas.
Ierakstītāja gredzens: Krāsainie tapas ap šo gredzenu atspoguļo E.coli aizstāto kodonu skaitu.
Lielākā daļa gēnu, kas veido organisma ģenētisko kodu, būtībā ir proteīnu ražošanas plāni. Katrs gēns sastāv no garas molekulu virknes, ko sauc par nukleotīdiem. Trīs šādi nukleotīdi — grupa, kas pazīstama kā kodons — norāda šūnai, kuras aminoskābes tai vajadzētu izmantot, veidojot proteīnu.
Šūnas var izmantot 22 dabiski sastopamas aminoskābes kā celtniecības blokus proteīnu ražošanai, bet ķīmiķi laboratorijā ir sintezējuši vairāk nekā simts tā sauktās nedabiskās aminoskābes, izmantojot ķīmijas, nevis bioloģijas instrumentus. Dabiski sastopamie organismi nevar izveidot vai veidot ar šīm ķīmiskajām vielām. Organismi, kas varētu veidot olbaltumvielas, izmantojot šīs aminoskābes, pavērtu jaunas iespējas, jo īpaši zāļu izstrādē. Bet normālām šūnām trūkst nepieciešamā ģenētiskā koda, lai strādātu ar šīm nedabiskajām aminoskābēm.
Komanda Hārvardā, kuru vadīja Džordža baznīca , ir izstrādājis rīku gēnu rediģēšanai, kas varētu to mainīt. Lai mikrobi spētu veidot proteīnus, kas satur nedabiskas aminoskābes, pētniekiem jāspēj gan rediģēt visus noteiktus kodonus genomā, gan manipulēt ar šūnu aparātu, kas nolasa šos kodonus. Jaunais rīks ļauj viņiem veikt pirmo daļu.
Baznīca saka, ka ar šo pieeju cer sasniegt trīs mērķus. Pirmkārt, viņš vēlas izveidot baktērijas, kas var ražot jaunas zāles un citas ķīmiskas vielas. Otrkārt, viņš vēlas ģenētiski modificēt baktērijas, kuras nevar dzīvot ārpus laboratorijas, jo tām ir vajadzīgas nedabiskas aminoskābes, lai izdzīvotu — tas varētu novērst kaitējumu videi, ko varētu radīt šādu baktēriju izlaišana pasaulē. Treškārt, viņš vēlas radīt baktērijas, kas ir imūnas pret vīrusiem, jo vīrusi var radīt problēmas rūpnieciskajā ražošanā. Veids, kā panākt visas šīs lietas, ir mainīt sava iecienītā organisma ģenētisko kodu, saka Čērča.
Ceturtdien žurnālā Zinātne , Baznīcas grupa aprakstīja, kā tā izdzēsa visus 314 konkrēta kodona gadījumus dzīvības genomā. E. coli un aizstāja tos ar citu kodonu. Darbu vadīja līdzi Farrens Īzaks , tagad Jēlas universitātes molekulārās bioloģijas docents. Process ietver neliela mēroga ģenētisku izmaiņu veikšanu vairākos celmos E. coli , pēc tam tos apvienojot.
Pētnieki pie J. Kreiga Ventera institūts iepriekš ir pierādījuši citu, lai rediģētu visu genomu. Šī ir tā pati grupa, kas pagājušajā gadā izgatavoja pirmo sintētisko dzīvo šūnu. Venter grupa rediģē genomu datorā un pēc tam sintezē visu, izmantojot iekārtu un rauga šūnu kombināciju; pēc tam genoms tiek transplantēts recipienta šūnā.
Baznīcas metode ievieš izmaiņas dzīvajās šūnās. Viņš uzskata, ka šīs pieejas priekšrocība ir tā, ka ir iespējams izlabot kļūdas, kas rodas ceļā uz lielāku izmaiņu veikšanu. Čērča cer, ka viņa jaunākais darbs pārliecinās citus pētniekus par genoma mēroga inženierijas vērtību. Gan viņa metode, gan Ventera institūtā izstrādātā metode ietver DNS sintezatoru iekārtu izmantošanu, lai radītu lielu DNS daudzumu, ko inženierijas šūnas varētu uzņemt. DNS sintēze joprojām ir dārga. Un laiks, kas pavadīts abās tehnikās, lai gan tas kļūst īsāks, ir vēl viens izdevums. Viņš saka, ka mums ir jāsamazina izmaksas un jādomā par lietošanas ērtumu.
Proteīnu izgatavošana ar nedabiskām sastāvdaļām ir tik noderīga, ka biologi to ir darījuši, kaut arī neefektīvi, gadu desmitiem, saka. Deivids Tirrels , Caltech ķīmijas inženierijas profesors. Tirrels nav saistīts ar Hārvardas grupu.
Divi uzņēmumi - Allozyme, ar kuru Tirrell ir saistīts, un Ambrix - abi ražo proteīnu zāles, kas satur nedabiskas aminoskābes. Abos gadījumos viņi ir izstrādājuši baktērijas, kas var ražot proteīnus, kas satur tikai vienu nedabisku aminoskābi. Viņš saka, ka tādu organismu radīšana, kas var izmantot vairāk šo nedabisko ķīmisko vielu, lai ražotu jauna veida molekulas, pavērtu jaunas robežas proteīnu zālēm. Olbaltumvielas ar nedabiskām sastāvdaļām var arī šķērsot barjeras organismā, kuras mūsdienās nav viegli pārkāpt, piemēram, asins-smadzeņu barjeru. Baznīcas grupa sāk sadarbību ar Ambrix.