Vakavat virheet rutto -DNA -työkalu, joka on biologian työeläin

Tutkimus paljastaa "tiedon puutteen" plasmidien toteuttamisesta laboratoriossa, sanoo Oregonin terveys- ja tiedeyliopiston geneetikko Hiroyuki Nakai, joka ei ollut mukana työssä. Hän oli jo huomannut laboratoriossa tehtyjen plasmidien ongelmat, mutta hän oli yllättynyt tutkimuksen lueteltujen virheiden tiheydestä. Hän lisää todennäköisesti paljon tieteellisiä teoksia, joille tulokset eivät ole toistettavissa plasmidisuunnittelun virheiden vuoksi.

hukkaan aika

plasmidi ovat suosittuja työkaluja biologialaboratorioissa, koska bakteerit, mukaan lukien laajalle levinnyt malli -organisme Escherichia coli , käyttävät rakenteita geenien varastointiin ja korvaamiseen. Tämä tarkoittaa, että biologit voivat tuottaa suunnittelijaplasmidia, joka sisältää erilaisia ​​mielenkiintoisia geenejä ja sitten e. Coli voi vakuuttaa heidät tallentamaan ne ja tekemään siitä monia kopioita.

Bruce Lahn, Chicagossa sijaitsevan yrityksen VectorBuilderin päätutkija, Illinoisissa sijaitseva yritys tarjoaa geenien toimitustyökaluja, sanoo, että hän ja muut biologit ovat huomanneet plasmidin laadun ongelmia vuosien ajan. Kun Lahn oli Chicagon yliopiston professori, jatko -opiskelija vietti kuusi kuukautta laboratoriossaan toistamaan kaksi plasmidia, jotka oli ilmoitettu tieteellisessä kirjallisuudessa. "Emme ajatelleet plasmidin laatua, mutta silloin koe ei toiminut", koska plasmidivirheet sisälsivät, hän sanoo.

Nyt VectorBuilder Lahn sanoo, että hän kohtaa jatkuvasti ongelman - joten hän päätti arvioida sen systemaattisesti. Kun asiakkaat toimittavat viallisen plasmidin, "he tuhlaavat paljon aikaa", ja laadunvalvonnan lisävaiheet lisäävät plasmidin tuotantokustannuksia ja niiden pakkauksia viruksissa, hän sanoo.

VectorBuilder -ryhmän analyysi johti virheiden smorgasbordiin yli 2500 nimellisessä plasmidissa. Jotkut sisälsivät geenejä, jotka koodasivat proteiineja, jotka e. Coli olivat myrkyllisiä, mikä tarkoittaa, että ne voisivat hidastaa tai pysäyttää organismien kasvua biologille toistaakseen plasmidiaan. Muut, jotka oli tarkoitettu pakkauksille virusten koodattuihin proteiineihin, jotka olivat myrkyllisiä näille viruksille. Ja jotkut sisälsivät toistuvia DNA -sekvenssejä, jotka voivat kertyä plasmidimutaatioihin.

virheiden katsaus

Yleisimmät virheet Lahnista ja hänen kollegansa oli kytketty avaintyökaluun geeniterapialle. Hoidot on usein pakattu adenoihin liittyviin viruksiin (AAV), jotka ovat suurelta osin vaarattomia ja voivat kuljettaa hoitoja soluihin. Kun tuotat plasmidia näille AAVS -voileipätutkijoille, terapeuttinen geeni sekvenssien välillä, joita kutsutaan ITRS: ksi, ja joilla on ratkaiseva rooli sen varmistamisessa, että geeni on pakattu virukseen toimitusta varten. Nämä sekvenssit lähettävät olennaisesti biologisen signaalin soluista, joissa sanotaan "kuulun tähän virukseen". Ryhmä kuitenkin havaitsi, että noin 40 prosentilla tutkimuksen AAV -plasmideista oli mutaatioita ITR -alueilla, jotka voisivat väärentää tätä tärkeää viestiä. Jos tutkijat käyttivät tätä väärin suunniteltua plasmidia, heidän geeniterapiansa ei voinut toimia, ja tutkijoiden voi viedä kauan selvittää miksi.

Mark Kay, lastenlääketieteen ja genetiikan asiantuntija Kalifornian Stanfordin lääketieteellisessä koulussa, on myös nähnyt ensin, että plasmidiviat voivat viivästyttää laboratorioprojekteja. Hän on kuitenkin varma, että tutkijat voivat tunnistaa ja korjata nämä virheet. Hänen mukaansa geeniterapiatutkijat tietävät mahdolliset ITR -ongelmat ja että virheet kliinisessä ympäristössä ovat epätodennäköisiä. Tämä johtuu siitä, että Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkehallinnon kaltaisilla sääntelyviranomaisilla on tiukat standardit, tutkijat velvoitetaan analysoimaan huolellisesti plasmidiaan ennen niiden käyttämistä klinikalla.

Nakai sanoo, että virheiden plasmidien katsaus sekvensointiin voisi saada tutkijat tietoiseksi tutkimuksessa korostetuista ongelmista. Jotkut yritykset, mukaan lukien Plasmidsaurus Eugenessa, Oregonissa, ja Elim -biofarmaseuttiset aineet Haywardissa, Kaliforniassa, tarjoavat plasmidisekvensointia noin 15,00 dollarilla näytettä kohti, Nakai sanoo, jolla ei ole taloudellista etua molemmissa yrityksissä. Hän suosittelee myös, että uudet laboratoriotyöntekijät viettävät aikaa oppimiseen kokeneilta plasmidisuunnittelijoilta; Se on työläs, manuaalinen prosessi, hän sanoo, mutta jos teet virheen, hän voi tuhlata valtavan määrän aikaa ja rahaa.

Toinen tapa laboratorioille välttää ongelmia on tehdä plasmidisekvenssistäsi avoimissa pääsyvarastoissa julkisesti saataville, sanoo Melina Fan, voittoa tavoittelemattoman organisaation Addgeneenin pääjohtaja Massachusettsissa. Addgene tarjoaa tällaisen arkiston, Fan sanoo ja "sekvenssit tallennetun plasmidin ja välittää sekvenssitiedot verkkosivuston kautta yhteisön käytettäväksi". On tärkeää tarkistaa plasmidit.

Lahn toivoo, että hänen tiiminsä analyysi ohjaa tutkijoiden huomion siihen, että nämä työeläinlaboratoriovälineet pidetään usein itsestään selvänä. "Työkalun terveys on asia, josta ihmiset eivät ajattele", hän sanoo, vaikka heidän pitäisi.