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新的基因工程策略使人造DNA变得不可见

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-01-08浏览次数:1456

细菌无处不在。它们生活在土壤和水中,皮肤和身体中。有些是致病的,这意味着它们可能导致疾病或感染。为了设计有效的病原体治疗方法,研究人员需要知道哪些特定基因是致病原因。

科学家可以通过基因工程识别致病基因。这涉及将人工DNA添加到细菌细胞中。然而,问题在于细菌已经进化出复杂的防御系统以防止外来入侵者 - 特别是外来的DNA。目前的基因工程方法通常将人工DNA伪装成细菌DNA以防止这些防御,但该过程需要高度特异性的修改并且昂贵且耗时。

在最近发表在“美国国家科学院院刊”上的一篇论文中,克里斯托弗约翰斯顿博士和他在Forsyth研究所的同事描述了一种通过制造细菌不可见的人工DNA来制造细菌的过程。基因工程新技术。理论上,这种方法几乎可以应用于任何类型的细菌。

约翰斯顿是弗雷德哈钦森癌症研究中心疫苗和传染病科的研究员,也是该论文的主要作者。他说,当一个细菌细胞检测到它已被外来DNA穿透时,它会迅速摧毁入侵者。细菌一直受到病毒攻击的威胁,因此他们已经开发出非常有效的防御措施来抵御这些威胁。

约翰斯顿解释说,问题在于,当科学家想要将人工DNA放入细菌中时,它们面临着相同的防御系统,以保护细菌免受病毒侵害。

为了克服这一障碍,科学家们已经添加了特定的修改来覆盖人工DNA并诱导细菌将入侵者视为他们自己DNA的一部分。这种方法有时是可行的,但可能需要相当多的时间和资源。

约翰斯顿的策略是不同的。他没有为人工DNA添加伪装,而是删除了一种称为基序的基因序列的特定成分。细菌防御系统需要这个主题来识别外来DNA并有效地进行反击。通过去除基序,人工DNA变得对细菌的防御系统基本上不可见。

“想象一下像干船坞中的敌人潜艇那样的细菌,以及为你的士兵提供的人工遗传工具,你需要为特定的任务进入潜艇。目前的做法就像把间谍伪装成一名敌方士兵,让他们去每个人在门口,守卫被允许检查他们的凭据,如果一切顺利,他们就在那里,“约翰斯顿说。”我们的方法是让士兵看不见,让他们直接穿过大门,完全避开后卫。“

与现有技术相比,这种新方法需要更少的时间和更少的资源。在这项研究中,约翰斯顿使用金黄色葡萄球菌作为模型,但他的潜在策略可以用于潜入这些主要的防御系统,这些系统存在于今天已知的80%至90%的细菌中。

这种新的基因工程工具为以前未开发的细菌研究开辟了可能性。约翰斯顿解释说,由于科学家的时间和资源有限,他们倾向于使用已被破坏的细菌。使用这种新工具,解决细菌DNA的主要障碍已经解决,研究人员可以使用这种方法设计更多临床相关的细菌。

“细菌是我们星球背后的驱动力,”该论文的共同作者,Forsyth研究所的高级研究员Gary Borisy博士说。 “设计细菌的能力对医学,农业,化学工业和环境产生了深远的影响。”