Биоинженеры научились точно включать и выключать гены

В недавнем исследовании, проведённом Бристольским университетом, учёные показали, как одновременно использовать несколько форм регулирования в живой клетке, чтобы строго контролировать экспрессию генов, что открывает новые дороги в биотехнологиях.

Генетически сконструированные микробы всё чаще используются для устойчивого и чистого производства химикатов, лекарств и многого другого. Для этой цели биоинженеры должны контролировать момент включения и выключения конкретных наборов генов, чтобы аккуратно регулировать участвующие в этом биохимические процессы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Вероника Греко, ведущий автор исследования и аспирант при поддержке Королевского общества Бристольской школы биологических наук, рассказала: «Хотя включение и выключение гена звучит просто, заставить живую клетку делать это по команде — очень трудная задача. Каждая клетка слегка отличается от других, а задействованные процессы не дают 100%-й надёжности».

Чтобы разрешить эту проблему, команда вдохновилась природой, в которой ключевые события часто контролируются одновременно многими процессами.

Вероника Греко добавила: «Если посмотреть на венерину мухоловку, можно увидеть, что её “капкан” закрывается, только если несколько чувствительных волосков реагируют вместе. Это помогает снизить шанс случайного срабатывания. Мы хотели сделать нечто похожее при контроле экспрессии гена в клетке, добавляя многоуровневые механизмы регуляции, чтобы обеспечить работу системы тогда и только тогда, когда мы этого хотим».

Профессор Клэр Грирсон, соавтор исследования и глава Бристольской школы биологических наук, добавила: «Этот проект удивителен тем, как хорошо он управляет двумя ключевыми процессами, которые присутствуют в каждой клетке и поддерживают жизнь: транскрипцией и трансляцией».

Команда показала, что, используя такое многоуровневое регулирование, они могут создать одни из самых высокопродуктивных переключателей экспрессии генов на данный момент.

Более того, благодаря сотрудничеству с доктором Амиром Панди и профессором Тобиасом Эрбом из Бристольского отделения института земной микробиологии Общества Макса Планка, команде удалось продвинуться на шаг дальше. Они продемонстрировали, что даже вне живых клеток эти многоуровневые системы смогли выдавать один из самых строгих уровней контроля над экспрессией генов, который когда-либо наблюдался.

Доктор Томас Горочовский, старший автор исследования и научный сотрудник Королевского общества Бристольского университета, сказал: «Когда мы создаём микробы, мы часто стараемся как можно сильнее упростить наши системы, думая, что таким образом сможем лучше контролировать, что происходит. Но мы показали, что принятие присущей биологии сложности может быть ключом к полному раскрытию её потенциала для высокоточных биотехнологий завтрашнего дня».

_______________

Перевод Антон Меньшенин, редактор Вера Круз, автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз.
Исследование — Harnessing the central dogma for stringent multi-level control of gene expression, Nature Communications (2021)https://vk.cc/bZTFNP 

Источник — Bioengineers learn the secrets to precisely turning on and off geneshttps://vk.cc/bZTFRk  

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s