Учёные продвигают технологию защиты генетически модифицированных клеток

от

Генетически модифицированные клеточные линии, используемые в биомедицинских исследованиях, долгое время были подвержены ошибочной идентификации и несанкционированному использованию, что приводило к ежегодным потерям миллиардов долларов и ставило под угрозу важные научные открытия. Эти проблемы не только подрывали воспроизводимость результатов исследований, но и подвергали риску ценную интеллектуальную собственность.

Новое решение от исследователей из Университета Техаса в Далласе

Исследователи из Университета Техаса в Далласе разработали новый метод внедрения уникальных генетических идентификаторов в генетически модифицированные клеточные линии. Это позволяет устранить ошибки идентификации и защитить инновации с помощью защищённых от несанкционированного доступа геномных меток.

«Сегодня используются тысячи генетически модифицированных клеточных линий, но у нас часто нет надёжного способа проверить их идентичность и происхождение», — сказал доктор Леонидас Блерис, профессор биоинженерии в Школе инженерии и компьютерных наук Эрика Джонсона. «Наша команда решает эту задачу, разрабатывая инновационные решения, которые внедряют уникальные генетические идентификаторы — по сути, штрих-коды — непосредственно в клетки».

Подробности исследования

Блерис является автором статьи, опубликованной в журнале Advanced Science, в которой демонстрируется эта технология. Специально разработанные клеточные линии необходимы для разработки вакцин и целенаправленных методов лечения широкого спектра заболеваний. Быстрое развитие технологий редактирования генов, таких как CRISPR, ускорило создание новых исследовательских моделей, но этот рост опередил текущие возможности аутентификации, отметил Блерис.

«Существующие методы не могут надёжно различать клеточные линии, имеющие одинаковое происхождение, но несущие разные генетические модификации», — сказал Блерис. «Это делает биомедицинские исследования уязвимыми из-за ошибочной идентификации, перекрёстного загрязнения и несанкционированного использования, а также может привести к потере ценной интеллектуальной собственности».

Технология защиты

Вдохновлённые технологией защиты микрочипов, исследователи из UT Dallas разработали метод, который применяет концепцию физических неосуществимых функций (PUFs) к живым клеткам — создавая уникальные, защищённые от несанкционированного доступа генетические «отпечатки пальцев», которые невозможно скопировать.

«Биотехнологические компании теперь могут «кодировать штрих-кодами» свои клеточные линии для защиты своей продукции», — сказал Блерис.

В 2022 году исследователи из UT Dallas разработали двухэтапную версию технологии генетических PUFs для защиты подлинности генетически модифицированных клеточных линий. Их новое исследование сокращает процесс до одного шага, упрощая внедрение технологии.

Процесс использует CRISPR для управления Cas9, ферментом, который действует как ножницы, разрезая ДНК в определённых местах. Исследователи нацелены на область генома, называемую «безопасной гаванью», где модификации могут быть внесены без нарушения функции клетки.

Метод использует другой фермент, терминальную дезоксинуклеотидилтрансферазу, для восстановления разрыва с добавлением случайных дополнительных последовательностей ДНК в область «безопасной гавани». Добавленные последовательности формируют уникальный узор в популяции клеток, который служит уникальным идентификатором.

Исследователи также разработали инструменты машинного обучения, которые могут проверять идентичность клеточных линий.

«Метод, основанный на машинном обучении, который мы разработали, позволяет нам полностью использовать пространство генетических отпечатков пальцев и улучшить разрешение идентификации клеточных линий», — сказал Тэк Кан, доктор философии 2023 года, исследователь биоинженерии в UT Dallas, бывший научный сотрудник Юджина Макдермотта и соавтор исследования.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте