Исследователи контролировали эволюцию бактерий E. coli в лаборатории, чтобы резко увеличить количество производимой ими плазмидной ДНК (pDNA). Это достижение имеет большое значение, поскольку pDNA является важным и дорогостоящим компонентом многих генной терапий, а новая методика может снизить стоимость этих медицинских процедур.
Статья «Inducible genome-wide mutagenesis for improvement of pDNA production by E. coli» опубликована в журнале Microbial Cell Factories.
Плазмидная ДНК (pDNA) естественным образом встречается во многих бактериях и отличается от других форм ДНК тем, что двойная спираль, с которой большинство людей знакомо, образует круг, а не линейную форму, как у людей и большинства других организмов.
«С pDNA относительно легко работать в лаборатории — она стабильна и её легко модифицировать, — говорит Натан Крук, автор статьи и доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии в Университете штата Северная Каролина. — Она особенно хороша для введения генетической информации в клетки. Эта комбинация свойств делает её чрезвычайно полезной для многих генной терапий, а также для многих вакцин, используемых в ветеринарной практике».
Однако получение pDNA для использования в исследованиях и производстве обходится дорого.
«Плазмидная ДНК в основном производится генетически модифицированными бактериями и может стоить до 100 000 долларов за грамм», — говорит Крук. «Наша цель состояла в том, чтобы разработать бактерии E. coli, которые были бы более эффективными в производстве pDNA, и мы были удивлены, насколько успешными оказались. Я думал, что мы увидим небольшое улучшение, но это было замечательно».
Эволюция производства pDNA
«По сути, мы начали с типа E. coli, который уже был модифицирован для производства pDNA, — говорит Зидан Ли, первый автор статьи и докторант в Университете штата Северная Каролина. — Мы ввели мутации в эти бактерии и протестировали их одну за другой, чтобы увидеть, приведёт ли какая-либо из мутаций к увеличению производства pDNA. Затем мы отобрали отдельные бактерии, которые имели многообещающие характеристики, и проверили их дальше, чтобы увидеть, насколько хорошо они справляются с производством различных типов pDNA».
Исследователи использовали свою «эволюционировавшую» линию E. coli для производства пяти типов pDNA. Хотя все пять типов pDNA хорошо изучены, три типа pDNA хорошо известны тем, что их легче производить в больших количествах, а два других — сложнее.
«В верхней части диапазона мы обнаружили, что наши модифицированные E. coli произвели в 8,7 раза больше pAAV pDNA, чем E. coli, с которых мы начинали, — говорит Ли. — pAAV используется в генной терапии и традиционно легче производится в больших количествах. Но даже в нижней части диапазона мы смогли увеличить производство p15A pDNA в 1,44 раза. Это один из типов pDNA, который традиционно трудно производить в больших количествах, и увеличение производства на 44% является значительным».
«Мы надеемся, что это может значительно снизить производственные затраты для биомедицинских применений, которые зависят от pDNA, и ускорить исследования, которые зависят от ресурсов pDNA», — говорит Крук. «Мы с нетерпением ждём возможности сотрудничества с партнёрами в частном секторе для изучения связанных с этим возможностей».
Статья была написана в соавторстве с Ибрагимом Аль-Абри, бывшим аспирантом и докторантом в Университете штата Северная Каролина; Ихуи Чжоу, профессором биологических наук в Университете штата Северная Каролина; и Джорджем Саном, научным сотрудником в лаборатории Чжоу в Университете штата Северная Каролина.
Предоставлено Университетом штата Северная Каролина.
Другие новости по теме
- Лазерная терапия повышает эффективность противогрибковых препаратов против устойчивых штаммов Candida
- Два новых вида Thrissops проливают свет на раннюю эволюцию лучепёрых рыб
- Новые окаменелости переписывают историю пингвинов и подтверждают, что Новая Зеландия — колыбель их эволюции
- Учёные обнаружили новые окаменелости и новый вид древнего предка человека
- Песни антарктического леопардового тюленя удивительно похожи на детские стишки.
- В водах Австралии когда-то обитало множество крошечных и причудливых китов — вот один из них.
- Обнаружен древний кит, похожий на акулу, с режущими зубами на побережье Виктории
- Правительство США, предположительно, знало личность Сатоши Накамото в течение многих лет: иск FOIA требует раскрытия правды о биткоине
- В Англии спасены 150 видов, но времени, чтобы остановить их сокращение, остаётся мало
- Обновления в списках угрожаемых и находящихся под угрозой исчезновения видов растений в штате
Другие новости на сайте
- На экзопланете TRAPPIST-1 d нет атмосферы, похожей на земную
- Когда биткоин подорожал до 122 тысяч долларов, в Южной Корее снова увеличился ценовой разрыв.
- Насколько уменьшился Меркурий?
- Учёные обнаружили чрезвычайно яркий космический объект, не вписывающийся ни в одну известную категорию
- 🚨 Ubisoft готовит «крупный проект для The Division 2» после релиза в Xbox Game Pass 🚨
- Модели высокого разрешения предсказывают резкое увеличение количества осадков во время тропических циклонов в условиях глобального потепления
- Новая методика загрузки препаратов: метод на основе кубосом включает мРНК в экзосомы за 10 минут
- Данные о качестве воздуха из мегаполисов могут приводить к значительным неточностям при применении к городским центрам США
- Аморфный катод раскрывает механизм окислительно-восстановительных реакций димера кислорода при низком напряжении
- AC Milan и BMW продлевают партнёрство, планируют новые мероприятия для болельщиков в сезоне 2025/2026