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

Создан электрический переключатель активности генов

Анна Маньшина, N+1

Американские биотехнологи научились управлять активностью генов бактерий с помощью электричества. Бактериальный переключатель, полученный с помощью новой технологии, можно встраивать в биосенсоры, медицинские приборы и различные гаджеты. Статья о разработке опубликована в журнале Nature Communications (Tschirhart et al., Electronic control of gene expression and cell behaviour in Escherichia coli through redox signalling).

Бактерии широко применяются в молекулярной биологии, биохимии и генной инженерии. Самые изученные на сегодняшний день бактерии Escherichia coli с помощью генных модификаций могут синтезировать широкий спектр биомолекул. Благодаря модифицированным E.coli в промышленных объемах выпускаются аналог инсулина и некоторые ферменты.

Помимо промышленного применения, способность E.coli синтезировать необходимые человеку молекулы могла бы пригодиться в компактных системах, работающих «на месте», например, непосредственно в теле человека. Но для идеальной работы таких систем нужен переключатель, который контролировал бы выработку молекул.

Такой переключатель, работающий от электрического сигнала, разработали авторы нового исследования. Они положились на естественную способность E.coli реагировать на окислительный стресс: ситуацию, в которой чрезмерное окисление молекул бактерии угрожает ее жизни. У E.coli чувствительный белок SoxR, окисляясь, взаимодействует с участком ДНК, который запускает синтез белков, регулирующих дыхательную активность бактерии, и помогает ей справиться с окислительным стрессом.

Ученые использовали эту естественную систему чувствительности для того, чтобы управлять экспрессией любых требуемых генов. После введения подходящих управляющих элементов в геном, модифицированные бактерии в ответ на окислительный стресс начинали синтезировать не только «противоокислительные» белки, но и те, что были введены учеными. Окислительный стресс при этом создавался с помощью простого электрода, введенного в питательную среду: когда на электрод подавали положительный заряд, переносчики электронов окисляли белок SoxR и запускали механизм борьбы со стрессом и экспрессию генов дополнительных белков. При отключении электрода экспрессия прекращалась.

Таким образом, исследователи разработали «электрогенетический переключатель» – устройство, которое может регулировать экспрессию генов с помощью электрического сигнала. Встраивая разные гены, кодирующие нужные белки, ученые добились того, что E.coli флуоресцировали и двигались по сигналу.

Ученые считают, что благодаря простоте и вариативности эта конструкция может найти применение в медицинской сфере и в области биотехнологий уже в течение пары лет. Устройство можно будет встраивать, например, в автономные и полуавтономные системы, пригодные для диагностики и терапии заболеваний: при обнаружении патогенных бактерий такая система сможет оперативно изготовить антибиотик и сразу же ввести его в кровь пациента.

Бактерии применяются не только в производстве биомолекул, пищевой промышленности и медицине. Их используют даже в строительстве, например, при производстве цемента.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 20.01.2017


Читать статьи по темам:

генетически модифицированные микроорганизмы экспрессия генов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Терморегулируемые микробы научились доставлять лекарства

Ученые из Калифорнийского технологического института разработали биоинженерные бактерии, отвечающие на изменения температуры изменением генной экспрессии.

читать

РНК-инсектициды

Новый метод борьбы с вредными насекомыми основан на РНК-интерференции. Бактерии-симбионты из кишечника насекомых передают им цепочки РНК, которые отключают выработку определенных белков в их организме.

читать

Волшебное слово для бактерий

Редкое генетическое слово-триплет в начале мРНК задерживает движение рибосом, так что потом они разгоняются медленнее и не сталкиваются друг с другом при производстве белка, что значительно ускоряет синтез нужных молекул.

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

Паутина из биореактора

Исследователи получили из литровой колбы с ГМ бактериями 1000 метров паутинного волокна. Единственный его недостаток – оно менее прочно, чем природный прототип.

читать

Возможная основа для новой вакцины от туберкулеза

Пока не понятно, как вакцинированные биокаплями мыши отреагируют на заражение «настоящим» туберкулезом, что ученые планируют проверить в ближайшее время.

читать