Ученые из Великобритании в 2019 году создали генетически модифицированные клетки кишечной палочки. Они самостоятельно производили полимеры из строительных блоков, которые не встречаются в природе, а также оказались устойчивы к вирусам, пишет РИА «Новости». Исследование было опубликовано в журнале Science в июне 2021 года.
Молекулы ДНК содержат всего четыре типа нуклеотидов: A (аденин), T (тимин), C (цитозин) и G (гуанин). Сочетание из трех нуклеотидов называется кодоном. При сборке они дают клетке команду добавить в цепь определенную аминокислоту, что она делает с помощью транспортной РНК (тРНК). Каждый кодон имеет определенную тРНК, которая распознает его и добавляет соответствующую аминокислоту.
В природе существуют 64 варианта трехбуквенных комбинаций, а клетки используют при строительстве только 20 природных аминокислот. Для каждой аминокислоты есть несколько кодонов-синонимов, которые дублируют друг друга. Это означает, что, даже если какого-то из них не окажется, клетка продолжит сборку в соответствии с генетическим кодом.
Ученые выяснили, что клетки могут производить белки, жить и расти, даже если удалить три кодона из четырех. После этого исследователи «переписали» геном бактерии кишечной палочки. Они упростили его и убрали 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.
Бактерии используют для создания синтетических полимеров — больших молекул, состоящих из множества повторяющихся единиц. Полимерами в том числе являются и белки, которые используются в производстве различных лекарств — например, инсулина, вакцины на основе полисахаридов и белковых субъединиц, а также некоторых антибиотиков. Авторы исследования полагают, что повышение устойчивости бактерий с синтетическим геномом к вирусам сделает производство определенных видов лекарств более надежным и дешевым.
«Если вирус попадет в чаны с бактериями, используемыми для производства определенных лекарств, он может уничтожить всю партию. Наши модифицированные бактериальные клетки могут решить эту проблему, будучи полностью устойчивыми к вирусам», — заявил руководитель проекта профессор Джейсон Чин.
Мышьяк, ртуть, радий. Как человечество губило себя в погоне за вечной молодостью
