Вируси, използвани за доставяне на CRISPR генно редактиране на бактерии

Сподели

Учените демонстрираха нов потенциален начин за редактиране на геномите на бактерии в сложни среди, като оборудват вирусите да ги преследват и вмъкнат системата за редактиране на гени CRISPR.

CRISPR е инструмент, който позволява на учените да правят прецизни редакции чрез изрязване и поставяне на геномите на живите клетки. Това става възможно благодарение на ензим, който изрязва част от ДНК от мишената и позволява тя да бъде заменена с нещо по-полезно. Използването на тази мощна технология не само позволи на учените да намерят нови начини за лечение на болести, но и да създадат по-здравословни култури, да контролират вредители, да премахнат алергени от домашни любимци и да превърнат клетките в малки компютри.

В природата CRISPR първоначално е бил използван от бактерии като защитен механизъм срещу вируси, които ги нападат, но в новото проучване изследователите обърнаха нещата. Те създадоха вируси за лов на бактерии, наречени бактериофаги (или фаги), които могат да се насочат към определени щамове бактерии и да ги инжектират с CRISPR ДНК, за да направят специфични редакции на техния геном.

В лабораторни тестове фагите – обозначени като Т7 и ламбда – бяха натоварени да доставят гени на E. coli което направи бактериите флуоресцентни и промени устойчивостта им към антибиотик. И разбира се, тези промени бяха забелязани в бъговете, което показва, че работи.

В следващия тест екипът използва ламбда фага, за да транспортира това, което е известно като редактор на цитозинова база. Този инструмент не реже ДНК на мишената, но променя една буква в последователността, което прави по-нежна редакция за деактивиране на определени гени.

„Тук използвахме базов редактор като вид програмируем превключвател за включване и изключване за гените E. coli“, каза Матю Нетери, водещ автор на изследването. „Използвайки система като тази, можем да направим много прецизни промени с една буква в генома без разрушаването на двойна верига на ДНК, обикновено свързано с насочването на CRISPR-Cas.“

Последният тест беше предназначен да симулира по-естествена среда, използвайки измислена екосистема (EcoFAB). Това включва зареждане на резервоар със синтетична почва, направена от пясък и кварц, малко течност и три различни вида бактерии, включително E. coli. Целта беше да се тества колко добре фагите могат да преследват своите цели в по-реалистична среда и дали могат да отделят E. coli от другия вид.

Когато lambda беше въведена в EcoFAB, тя имаше приличен успех в редактирането на E. coli, като екипът отчита до 28% ефективност в бактериалната популация. С по-нататъшна работа изследователите казват, че тази техника в крайна сметка може да намери приложение в мащабно редактиране на гени в почвени бактерии или може би дори в микробиома на червата.

„Ние виждаме това като механизъм за подпомагане на микробиома“, каза Родолф Барангу, съответен автор на изследването. „Можем да направим промяна в определена бактерия и останалата част от микробиома да остане невредима. Това е доказателство за концепцията, която може да бъдат използвани във всяка сложна микробна общност, което би могло да доведе до по-добро здраве на растенията и по-добро здраве на стомашно-чревния тракт – среда от значение за храната и здравето.“

Изследването е публикувано в списанието PNAS.

източник: Държавен университет на Северна Каролина



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели