Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Радуга в горшке

Новые достижения синтетической биологии

С 31 октября по 2 ноября в Массачусетском технологическом институте проводился очередной ежегодный международный студенческий конкурс по проектам синтетической биологии International Genetically Engineered Machine Jamboree (iGEM).

Для участия в этом соревновании студенческие команды со всего мира путем комбинирования фрагментов ДНК – «деталей биологического конструктора» создают микроорганизмы, запрограммированные на выполнение полезных функций, например, выработку лекарственных препаратов или выявление токсинов. Каждый год «детали», использованные для создания участвовавших в соревновании микроорганизмов, помещаются в биологическую библиотеку, доступную для участников последующих соревнований. По словам одного из организаторов iGEM Тома Найта (Tom Knight), основная идея состоит в создании обширной библиотеки таких деталей для создания сложных генетических конструкций, пригодных для встраивания в живые бактериальные клетки.

В прошлые годы в соревнованиях участвовали дрожжи, продуцирующие пиво с полезными свойствами красного вина; издающая приятный аромат Esherihia coli (как эти бактерии, часто используемые в качестве экспериментального организма, пахнут без генной инженерии, нетрудно догадаться по их русскому названию «кишечная палочка»); и различные бактерии-пробиотики, борющиеся с кариесом и непереносимостью лактозы, а также способные синтезировать витамины.

Среди финалистов этого года были «GluColi» – бактерии, синтезирующие клей нового поколения, – и биологический аналог жидкокристаллического дисплея, состоящий из дрожжей. Однако наибольший резонанс вызвали бактерии, способные менять свой цвет в зависимости от концентрации содержащегося в среде токсина. Эта разработка получила не только главный приз конкурса, но и первое место в номинации «Лучший экологический проект».

Представители команды-победителя из Кембриджского университета прибыли на соревнование с чемоданом, полным разноцветных какашек (которые, правда, были предназначены лишь для демонстрационных целей и изготовлены из воска). Содержимое чемодана, или «Скаталог» (Scatalog), как его назвали сами создатели (явно с намеком на слово «скатология»), представляет собой шесть крупных искусственных образцов стула, каждый из которых испещрен крапинками одного из цветов: фиолетового, голубого, зеленого, желтого, оранжевого и розового.

Хозяева чемодана – молодые дизайнеры, помогающие кембриджской команде биологов, – объяснили, что Скаталог является наглядной демонстрацией потенциальных возможностей метода диагностики, основанного на использовании генетически модифицированной кишечной палочки, способной менять цвет в зависимости от количества содержащегося в среде токсина или искомого соединения.

В настоящее время изобретение молодых исследователей представляет собой модифицированную E.coli, которая в присутствии мышьяка меняет цвет на один из вышеперечисленных. Для создания своего детища, названного «Esherihia chromi» молодые исследователи проанализировали базу данных iGEM, содержащую информацию о более чем 3000 биологических деталей. Для получения желтого и оранжевого цветов они выбрали гены каротиноидных ферментов бактерии Pantoea ananatis, вызывающей гниение лука. Ген меланина из генома почвенной бактерии Rhizobium etli обеспечил коричневый цвет, а комплекс генов обитающей в воде и почве Chromobacterium violacein – оттенки фиолетового, зеленого и голубого.

Идея использования таких бактерий очень проста. Человеку надо будет лишь проглотить пару капсул с бактериальным препаратом и через некоторое время, не выходя из дома, получить результат своего анализа. Теоретически, таким незамысловатым способом можно выявлять не только токсины, но и маркеры различных заболеваний пищеварительного тракта, в том числе рака. Разработка подобных тест-систем требует решения целого ряда сложных проблем, в том числе защиту бактерий-хамелеонов от иммунной системы организма, а также получение одобрения Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) на их применение, однако специалисты считают, что в целом это вполне реально.

Во время проведения iGEM кембриджская команда провела около 20 неформальных презентаций Скаталога, каждая из которых начиналась с взрыва смеха и заканчивалась серьезной дискуссией на тему практического использования достижений синтетической биологии.

Евгения Рябцева, Александр Чубенко
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам iGEM 2009

14.12.2009

назад

Читать также:

Часы из генетически модифицированных бактерий

Учёные из университета Калифорнии в Сан-Диего первыми в мире создали программируемые на генетическом уровне биологические часы. Время они отсчитывают весьма необычным способом: через определённые интервалы значительно повышается светимость флуоресцентных белков внутри клеток бактерий Escherichia coli.

читать

Генетически модифицированные бактерии вместо шприца с инсулином

Модифицированные учеными полезные бактерии выделяют белок, стимулирующий синтез инсулина в клетках кишечника. Возможно, в скором будущем «живой йогурт» с такими бактериями станет альтернативным средством для лечения диабета.

читать

Генетически модифицированные бактерии доставят лекарство точно в цель

Генетически модифицированные бактерии, которые в присутствии специфического сахара превращаются в механизм доставки лекарственных препаратов, могут стать новым средством лечения различных заболеваний.

читать

Бактерий поставили на счётчик

По словам исследователей, счетчик можно связать с любыми внешними событиями, влияние которых бактерия способна ощутить (к примеру, она исправно реагирует на присутствие определенных токсинов), а также с изменениями внутреннего состояния микроорганизма. Бактерию можно будет заставить «самоликвидироваться» после завершения некоторого числа клеточных делений либо по прошествии заданного времени.

читать

Новое достижение в дрессировке бактерий

Авторы планируют «натренировать» бактерии на распознавание в организме химических процессов, ассоциированных с опасностью. Такой «живой индикатор» можно настроить таким образом, чтобы синтез сигнального белка начинался в ответ на появление в организме молекул, характерных для нежелательных эффектов лекарственных препаратов или указывающих на присутствие злокачественных опухолей.

читать