Календарь новостей

« Ноябрь 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
	1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30

Бактерии научились считать

Источник: compulenta.ru

Группа специалистов из США создала искусственные генные сети, которые позволяют бактериям отсчитывать дискретные события.

Генной сетью принято называть совокупность согласованно экспрессирующихся генов, их белковых продуктов и взаимосвязей между ними. Ученые экспериментировали с колониями кишечных палочек (Escherichia coli) и разработали две подобных структуры, которые в естественных условиях у этого микроорганизма не встречаются.

Первая генная сеть, названная «риборегулируемым транскрипционным каскадом» (Riboregulated Transcriptional Cascade, RTC), ведет подсчет, останавливая и запуская процессы транскрипции и трансляции группы генов при наступлении определенного события. Исследователи настроили систему таким образом, что после третьей приостановки процессов сеть транслирует и транскрибирует ген, кодирующий флуоресцентный белок, свечение которого регистрируется в эксперименте.

Вторая конфигурация сети, получившая наименование «каскад на основе ДНК-инвертазы» (DNA Invertase Cascade, DIC; ДНК-инвертазами называют особый класс ферментов, катализирующих инвертирование сегментов ДНК), функционирует по другому принципу. При наступлении события первый ген цепочки вырабатывает протеин, который «вырывает» этот самый ген из сети, «переворачивает» его и вставляет обратно. В таком положении ген уже не может быть транскрибирован, однако дополнительный фрагмент ДНК, присоединенный к нему, служит «маркером», указывающим на то, что процесс можно продолжать, начиная со следующего гена. Каждый подобный переворот отмечает событие, и после третьего отсчета аналогичным образом активируется флуоресцентный белок.

У каждой сети есть свои преимущества. RTC может обеспечить сравнительно высокую скорость счета (наилучшие результаты она демонстрирует в том случае, если интервал между событиями составляет 20–30 минут). DIC требуется больше времени на манипулирование генами, а потому для нее идеальны продолжительные события с большими интервалами между ними (таким образом микроорганизм может вести подсчет дней, ориентируясь по смене освещенности).

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. «Получается своего рода предохранительный механизм, — объясняет один из авторов исследования Джеймс Коллинз (James J. Collins) из Бостонского университета. — Если вы решили выпустить микроорганизм в окружающую среду, намереваясь использовать его как биосенсор, или ввести нечто подобное в тело пациента для доставки лекарственного препарата, вас наверняка заинтересует возможность уничтожения этого микроорганизма после того, как он выполнит свою работу».

Оба метода, как отмечают авторы, весьма перспективны в плане модернизации и улучшения. Наиболее тривиальной модификацией, очевидно, станет увеличение емкости счетчика, однако можно провести и множество других изменений. К примеру, можно расширить число генов, кодирующих флуоресцентные белки, и добиться того, что разные состояния счетчика будут отмечаться разными оттенками свечения.

Подготовлено по материалам (источник): computerra.ru
Дата: 1 июня 2009
Другие новости, которые читают вместе с этой: В геномах млекопитающих найдены сотни неизвестных ранее генов Модифицированная люцифераза светится в 5 раз ярче Эпигенетические изменения, возможно, инициируют развитие рака более чем у п ... Идентифицировано вещество, способное влиять на физические размеры сердца Метилкетоны — новый перспективный вариант биотоплива Правильно выбирая друзей, можно спастись от конкурентов