Ученые получили клетки, неуязвимые для атак вирусов

Ученые из лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета Кембриджского университета создали в 2019 году синтетическую версию бактерии кишечной палочки — Escherichia coli. Она оказалась способна производить полимеры из строительных блоков, которые не встречаются в природе, следуя инструкциям, заложенным в ее гены. Кроме этого, она неуязвима для атак большинства вирусов, пишет РИА «Новости». Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Молекулы ДНК содержат всего четыре типа нуклеотидов: A (аденин), T (тимин), C (цитозин) и G (гуанин). Каждое сочетание из трех нуклеотидов («букв») 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. В итоге для каждой аминокислоты есть несколько кодонов-синонимов, дублирующих друг друга. То есть, даже если какого-то из них не окажется, клетка будет все так же продолжать сборку в соответствии с генетическим кодом.

Исследователи экспериментально выяснили, что клетки могут производить нормальные белки, жить и расти, даже если удалить три кодона из четырех. Затем ученые «переписали» геном E.coli: упростили его и удалили 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.

Фото: Shutterstock

Почему комары кусают не всех?

Разработан препарат — «троянский конь» для лечения рака и уничтожения бактерий