Генная инженерия набирает обороты

Новая методика генной инженерии могла бы позволить также легко переписать геном, как и прочитать его.

Используя технологию, которая прививает фрагменты синтетического ДНК к геномам делящихся клеток, исследователи производят 15 миллиардов генетических структур всего лишь за 3 дня. Этот процесс в обычном режиме мог бы занять годы, и в конце концов, привести к созданию производства промышленной химии, лекарств, топлив и чего-либо еще, что получают из бактерий.

«Автоматизированное определение первичной структуры макромолекул действительно ускорило способ, при помощи которого мы считываем генетическую информацию. Мы надеемся, что автоматизированный генный инжиниринг приблизит нас к способу позволяющему записывать генетическую информацию», - отметил Гарри Вонг, биофизик Гарвардского Университета.

Ранее методы управления геномами включали в себя кропотливый процесс ручного монтажа, каждый ген-мишень приходилось поочередно отделять, несколько корректировать и устанавливать заново.

Однако Вонг и , соавтор исследования и пионер синтеза ДНК, упорядочивания геномов и всесторонних биотехнологических чудес, хотят ускорить этот процесс.

Их технология, известная как MAGE ("Multiplex Automated Genome Engineering" - многократно автоматизированная генная инженерия), начинается с одноцепочечныхфрагментов ДНК, синтезированных специально для целевых секций генома. Подобно ремиксу сцены из знаменитого фильма о Франкенштейне, воспроизведенной в микроскопических масшабах, клетка-мишень, встряхивается с энергией, открывающей поры в ее мембране. ДНК вытекает наружу. Когда клетка делится, она использует новую ДНК, чтобы копировать саму себя.

В MAGE машинах это может быть сделано вновь и вновь с различными комбинациями генов. Более того, при каждом последующем делении клетки, мутации возникают естественным образом. Исследователи могут автоматизировать генерацию таких клеток, или изучить не предсказуемые эффекты, вызванные изменениями.

В статье, опубликованном в воскресном номере Nature, Черч и Вонг описывают, как они превратили бактерии E. сoli в фабрику по производству ликопина (антиоксиданта, который может обладать противораковыми свойствами).

Всего за три дня, были получены миллиарды клеток, содержащих различные комбинации 24 генов, сцепленных с ликопином. Некоторые клетки произвели в пять раз больше ликопина, чем обычные. По мнению Черча процесс мог бы в обычном режиме занять месяцы и даже годы.

«Мы заинтересованы в применении этой технологии на клетках, от дрожжей до цианобактерий, которые полезны для промышленного производства химикатов, лекарств и топлив», - сказал Вонг.

Технология также может быть использована при моделировании болезней, приводящих к широко-масштабным изменениям генома, в искусственно созданных живых тканях или на животных.

По мнению Черча, MAGE может оказаться более востребованной, чем : методики эффектной и мощной, но излишне усложненной.

«Существует очень мало примеров, в которых было бы необходимо изменить больше, чем несколько десятков генов или базовых пар», - отметил Черч.