Инженеры создали регуляторы для отключения любого гена
Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон разработали метод, позволяющий тонко настраивать биологические функции в бактериях, подобно тому, как менеджер управляет работниками на фабрике.
Проблема контроля
Современная синтетическая биология, несмотря на прогресс со времен получения человеческого инсулина в E. coli в 1970-х, всё ещё ограничена в инструментах для управления искусственными генетическими цепями. Существующие факторы, включающие и выключающие экспрессию генов, работают лишь для определённых генов.
Решение: заимствование у природы
Группа под руководством Брайана Пфлегера (Brian Pfleger) модифицировала белки TALE (transcription activator-like effectors), которые бактерии-патогены растений используют для манипуляции клетками хозяина. Эти белки «читают» последовательность ДНК и обвивают её, как удав.
Как работают новые инструменты
- Программируемость: Используя знания о том, какие части TALE распознают конкретные «буквы» ДНК, учёные запрограммировали эти белки нацеливаться на любую желаемую последовательность.
- Функция «выключения»: Белки TALE были изменены так, чтобы они не активировали, а подавляли (репрессировали) экспрессию гена.
- Индуцибельность: Ключевой задачей было создать систему, которую можно не только включить, но и выключить. Исследователи добавили механизм деактивации, чтобы эффект был временным и контролируемым.
Преимущества подхода
- Тонкий контроль: В отличие от полного удаления гена, метод позволяет временно и обратимо снижать производство белка, не нарушая тонкую настройку естественных клеточных процессов.
- Широкая применимость: Метод доказал работоспособность в E. coli, но потенциально применим к различным организмам.
- Новые возможности: Такие инструменты позволяют использовать организмы с полезными свойствами (например, для производства биотоплива), предоставляя учёным новый уровень контроля над их метаболизмом.
Исследование опубликовано 8 февраля 2016 года в журнале Nature Chemical Biology.