Инновации в области наук о живом-2009: № 9

9 место по версии The Scientist. Новый рецепт экспрессии генов

Использование искусственно синтезированных генов считается наиболее универсальным и эффективным с точки зрения финансовых и временных затрат методом достижения высоких уровней синтеза белков – фундаментального компонента современных биотехнологических исследований. Однако из-за того, что одна и та же аминокислота может быть зашифрована в различных кодонах, при кодировании какого-либо белка ученым приходится выбирать из огромного количества возможных комбинаций нуклеотидных оснований. При этом разные комбинации могут обеспечивать разные уровни экспрессии одного и того же гена. Часто при подборе кодонов ученые пользуются имеющимися в их распоряжении когда-то кем-то полученными данными, не имеющими четких доказательств, что далеко не всегда приводит к получению оптимальных результатов. Для решения этой проблемы специалисты базирующейся в Калифорнии компании DNA2.0 разработали новый алгоритм создания генов, подбирающий оптимальный набор кодонов на основании характеристик реальных генов. По словам Марка Уэлча (Mark Welch), руководителя группы конструирования генов в DNA2.0, экспрессия белков, получаемая в результате использования системы, описанной в сентябрьском номере журнала PLoS ONE в статье «Design Parameters to Control Synthetic Gene Expression in Escherichia coli», более чем в 10 раз выше экспрессии, получаемой при применении традиционных подходов.

Исследователи сконструировали модели, синтезировали и проанализировали экспрессию различных вариантов генов, кодирующих два белка (фермент ДНК-полимеразу и одноцепочечный иммуноглобулин). После этого, на основании полученных результатов, они разработали принципы, позволяющие при синтезе генов подбирать наборы кодонов, обеспечивающие оптимальный выход целевого белка.

Компания опубликовала алгоритм для синтеза генов кишечной палочки (Esherihia coli) в PLoS ONE, тем самым обеспечив всем желающим бесплатный доступ. Однако использование алгоритма для синтеза генов дрожжей будет стоить до 25 000 долларов США в год, независимо от количества синтезируемых генов. Стоимость использования уже разработанных алгоритмов синтеза генов других организмов зависит от масштаба организации-заявителя и количества генов, которые она планирует синтезировать. Компания также может разработать алгоритм «под заказ», однако выполнение работы может занять около года и стоить от $100 000 до $250 000. По словам вице-президента компании по продажам и маркетингу Клейза Густафссона (Claes Gustafsson), технология настолько нова, что точный бизнес-план пока еще висит в воздухе.

№ 8 – новый метод оценки эффективности метаболизма

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам The Scientist: Top 10 innovations of 2009 (вернуться к вводной статье).