Ученые смогли убыстрить и заавтоматизировать процесс эволюции микробов...
Ученые смогли убыстрить и заавтоматизировать процесс эволюции микробов и вынудить мельчайшие организмы создавать целевое хим соединение в 500 раз скорее, чем это делают природные штаммы, сообщается в статье создателей разработки, размещенной в журнальчике Nature.
По мнению создателей статьи их разработка отыщет обширное применение в хим технологии, фармацевтике и остальных областях индустрии, где нужен крупномасштабный синтез сложных биоорганических соединений. Достигнуть фуррора группе Фаррена Айзекса из Гарвардской мед школы посодействовал новейший подход к генной инженерии, ставшей одной из главных методик биотехнологов в крайние годы. Этот способ дозволяет, незначительно изменяя нуклеотиды в генах либо группах генов, добиваться улучшения старенькых либо возникновения совсем новейших параметров микробов. До этого времени ученые употребляли так именуемую поочередную стратегию конфигурации генов, когда каждое новое изменение ДНК делается поочередно друг за другом, а конфигурации параметров микробов отслеживаются на каждом шаге.
Таковая стратегия чрезвычайно трудоемка и просит большого количества времени. Наиболее того, изменение 1-го гена может воздействовать на работоспособность другого, а мутация в 3-ем может на сто процентов поменять функционирование уже модифицированных генов, как замедлить, так и напротив убыстрить. Все эти трудности устройства ДНК пока не разрешают ученым выработать некоторую общую теорию генной инженерии, а поэтому в случае каждой новейшей биотехнологической задачки исследователям приходится добиваться подходящей функциональности микробов способом проб и ошибок.
Команда Айзекса развила этот подход, сделав его необычайно продуктивным. Ученые надеялись вынудить бактерии Escherichia coli создавать в огромных количествах биоорганическое соединение ликопин. Это соединение встречается в томатах и владеет антиоксидантными качествами. Оно родственно большому количеству хим веществ, применяемых в противораковых терапиях. Заместо того, чтоб проводить единичную подмену в геноме в процессе каждого из поочередных шагов генного модифицирования, ученые решили вводить в штаммы сходу огромное количество мутаций, при этом случайным образом.
Как отмечает РИА "Анонсы", природные штаммы создают ликопин в чрезвычайно маленьких количествах, при всем этом ученым понятно, что за синтез этого хим соединения отвечают 24 разных гена из 4500 генов E. coli. В собственной работе ученые приготовили несколько синтетических вариантов каждого из этих 24 генов, выделив уникальные последовательности из природного штамма, разделив их на отрезки в 90 нуклеотидов (единичных "букв" ДНК) и снабдив каждый отрезок какой или мутацией - подменой, добавлением либо удалением того либо другого нуклеотида. Разработанная ими эволюционная установка дозволяет ввести эти варианты в геном микробов в автоматическом режиме. Это внедрение происходит случайным и неконтролируемым образом в итоге чего же некие бактерии перестают синтезировать ликопин, а некие получают возможность синтезировать его еще эффективнее.
Отследить за данной способностью микробов можно так же автоматом при помощи устройства, фиксирующего интенсивность окраски штаммов, потому что ликопин имеет красноватый цвет. Опосля первого шага устройство автоматом отбирает штаммы, более отлично синтезирующие ликопин (с более броской окраской), и цикл внедрения в бактерии новейших случайных мутаций повторяется вновь.
В итоге за три дня непрерывной работы установки по внедрению случайных мутаций в E. coli ученые смогли вынудить бактерии создавать ликопин в 500 раз эффективнее, чем природные штаммы. "Мы убыстрили эволюцию микробов за счет искусственно введенных мутаций и тестирования 15 млрд генетических вариантов E. coli. При помощи поочередного процесса генного модифицирования эта работа растянулась бы на годы", - произнес Харрис Ванг один из соавторов статьи, слова которого приводит пресс-служба Гарвардской мед школы.