Ученые создали устойчивые к вирусам клетки с искусственным геномом

Ученым удалось перепрограммировать геном бактерии кишечной палочки и получить первые живые клетки с искусственным геномом, которые могут создавать полимеры из строительных блоков, которые не встречаются в природе, следуя инструкциям, заложенным в их гены. Эти клетки также не восприимчивы к любым вирусам. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Science.

Как сообщает Ria.ru, в 2019 году ученые из лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета Кембриджского университета создали с нуля крупнейший в истории синтетический геном — генетически модифицированную бактерию Escherichia coli (E.coli).

Генетический код, зашифрованный в ДНК, состоит из четырех оснований, представленных буквами: A, T, C и G. Трехбуквенные сочетания, называемые кодонами, при сборке дают клетке команду добавить в цепь определенную аминокислоту, что она и делает с помощью молекул, называемых тРНК (транспортная РНК). Каждый кодон имеет определенную тРНК, которая распознает его и добавляет соответствующую аминокислоту: например, тРНК, которая распознает кодон TCG, приносит аминокислоту серин.

Но четыре буквы имеют 64 варианта трехбуквенных комбинаций, а клетки используют при строительстве только 20 природных аминокислот. В итоге, для каждой аминокислоты есть несколько кодонов-синонимов, дублирующих друг друга. Например, серин кодируют кодоны TCG, TCA, AGC и AGT. Даже если какого-то из них не окажется, клетка будет все так же продолжать сборку в соответствии с генетическим кодом.

Экспериментальным путем ученые убедились, что клетки могут производить нормальные белки, жить и расти, даже если удалить три кодона из четырех. Тогда авторы полностью «переписали» геном E.coli, существенно упростив его и удалив все кодоны-синонимы. Это сделало клетки кишечной палочки полностью невосприимчивыми к вирусам, так как вирусы используют полный генетический код, а у модифицированных бактерий нет инструмента для считывания определенных вирусных генов.

Позже ученые применили эту же технологию для создания первой клетки, которая может собирать полимеры полностью из строительных блоков, которые не встречаются в природе.

Возможность генерировать дизайнерские белки и пластмассы с использованием неприродных строительных блоков откроет бесчисленное множество приложений – от разработки новых классов биотерапевтических средств до биоматериалов с инновационными свойствами.

Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter