211service.com
Mašīna, kas paātrina evolūciju
Tā vietā, lai mainītu genomu burtu pa burtam, kā tiek veikta lielākā daļa gēnu inženierijas, Džordža baznīca un viņa kolēģi ir izstrādājuši jaunu tehnoloģiju, kas var veikt 50 izmaiņas baktēriju genomā gandrīz vienlaikus - tas ir progress, ko varētu izmantot, lai ievērojami paātrinātu tādu baktēriju veidošanos, kuras labāk ražo zāles, barības vielas vai biodegvielu.
Labākas kļūdas: Izmantojot īpaši izstrādātu iekārtu (parādīta šeit), zinātnieki var ātri izstrādāt līdz pat 50 ģenētiskām izmaiņām baktērijās, ievērojami paātrinot meklējumus, lai izstrādātu baktēriju rūpnīcas, kas spēj efektīvi ražot zāles, biodegvielu un citus ķīmiskos produktus.
Tas, kas agrāk prasīja mēnešus, tagad aizņem dienas, saka Stīvens del Kardeirs, LS9, biodegvielas uzņēmuma, kas atrodas Sanfrancisko dienvidos un kura dibinātājs ir Church, pētniecības un attīstības viceprezidents. LS9 drīzumā plāno izmantot tehnoloģiju, ko sauc par multipleksu automatizēto genoma inženieriju vai MAGE, lai paātrinātu baktēriju šūnu attīstību, kas var ražot lētu atjaunojamo degvielu un ķīmiskās vielas.
Tradicionālajā pakāpeniskajā pieejā gēnu inženierijai zinātnieki gēnu pēc gēna sadarbojas ar šūnas vielmaiņas sistēmu, mēģinot aktivizēt dažas reakcijas un slāpēt citas. Bet šī metode ir lēna un neparedzama. Šūnas vielmaiņa sastāv no miljoniem sarežģīti savītu reakciju, tāpēc konkrētas izmaiņas vienā reakcijā iesaistītā gēnā var nesniegt vēlamo rezultātu vai izraisīt kaitīgas blakusparādības.
Tā vietā Church un viņa līdzstrādnieki uzbrūk genomam plašā mērogā. Viņi izstrādā daudzas ģenētiskas izmaiņas, kuru mērķis ir gēni visā genomā, un pēc tam tās visas ievieš vienlaikus, meklējot iegūto baktēriju celmu, kas vislabāk var radīt vēlamo produktu. Tas ļauj veikt modifikācijas genomā daudz ātrāk nekā mūsu tradicionālie vienpakāpju procesi, saka Kristala Džounsa-Prātere, MIT vielmaiņas inženiere, kura nebija tieši iesaistīta pētījumā.
Izmantojot MAGE tehnoloģiju, zinātnieki vispirms ģenerē 50 īsas DNS virknes, no kurām katra satur secību, kas ir līdzīga gēnam vai gēnu regulējošajai secībai mērķa baktērijas genomā, bet kas ir kaut kādā veidā atjaunināta, iekļaujot izmaiņas, kas varētu padarīt fermentu vairāk. efektīvi vai palielināt noteikta proteīna ražošanu.
DNS tiek sajaukta baktēriju flakonā, kas pēc tam tiek ievietota pēc pasūtījuma izgatavotā iekārtā, kas izstrādāta baznīcas laboratorijā. Mašīnā maisījums tiek pakļauts precīzi horeogrāfiskai temperatūras un ķīmisko ciklu rutīnai, kas mudina baktēriju šūnas uzņemt svešo DNS, iemainot to savos genomos vietējās daļas vietā, kurai tas atgādina. Tiek uzskatīts, ka vienpavediena DNS gabali vilto šūnas DNS replikācijas mehānismu, iekļūstot tajā un aizpildot spraugu replikācijas procesa laikā, saka Church. Katra strauji vairojošo baktēriju paaudze aizņem vairāk svešās DNS, galu galā veidojot populāciju, kurai ir visas vēlamās ģenētiskās izmaiņas.
Ierīces izmēģinājuma laikā Čērcs un viņa komanda radīja baktērijas, kas varētu efektīvāk ražot likopēnu, antioksidantu, kas ir daudz tomātos. Viņi izstrādāja DNS virknes, kuru mērķauditorija bija gēni, par kuriem zināms, ka tie ir iesaistīti likopēna ražošanā, un pēc tam uzraudzīja vairākas inženierijas baktēriju caurules, lai iegūtu spilgti sarkanu savienojumu. Tikai trīs dienu laikā viņi bija radījuši celmu, kas varētu ražot piecas reizes vairāk likopēna, liecina Hārvardas konferencē šomēnes. Labākajam likopēna ražotājam bija 24 ģenētiskas izmaiņas – četras, kas pabeidza gēna proteīna ražošanas bloķēšanu, un 20, kas izraisīja nelielas vai lielas izmaiņas šī gēna ekspresijā.
Church un viņa līdzstrādnieki, kuri galu galā plāno izveidot ierīces komerciālu versiju, tagad strādā pie dažāda veida ķīmisko vielu, tostarp biodegvielu un narkotiku prekursoru, radīšanas.