Poważne błędy narzędzie Plaga DNA, które jest zwierzęciem roboczym w biologii

Badanie ujawnia „brak wiedzy” na temat wdrażania plazmidów w laboratorium, mówi Hiroyuki Nakai, genetyk na Uniwersytecie Health & Science w Oregonie, który nie był zaangażowany w pracę. Zauważył już problemy z plazmidami wykonanymi w laboratorium, ale był zaskoczony częstotliwością błędów wymienionych przez badanie. Dodaje, że prawdopodobnie opublikowano wiele prac naukowych, dla których wyniki nie są powtarzalne ze względu na błędy w projektowaniu plazmidów.

zmarnowany czas

Plazmid są popularnymi narzędziami w laboratoriach biologii, ponieważ bakterie, w tym powszechny organizm modelowy Escherichia coli , używaj struktur do przechowywania i zastępowania genów. Oznacza to, że biolodzy mogą wytwarzać designerski plazmid, który zawiera różne interesujące geny, a następnie e. Coli może ich przekonać do ich nagrania i wykonania wielu kopii.

Bruce Lahn, główny naukowiec w VectorBuilder, firmie z siedzibą w Chicago w stanie Illinois, zapewnia narzędzia do dostarczania genów, mówi, że on i inni biolodzy od lat zauważali problemy z jakością plazmidu. Kiedy Lahn był profesorem na University of Chicago, doktorant spędził sześć miesięcy w swoim laboratorium, aby odtworzyć dwa plazmidu, które zostały zgłoszone w literaturze naukowej. „Nie myśleliśmy o jakości plazmidu, ale potem eksperyment nie działał”, ponieważ zawarte błędy plazmidu, mówi.

Teraz w VectorBuilder Lahn mówi, że nieustannie konfrontuje się z problemem - więc postanowił systematycznie go ocenić. Mówi, że kiedy klienci przesyłają wadliwy plazmid, „marnują dużo czasu”, a dodatkowe etapy kontroli jakości zwiększają koszty produkcji plazmidu i ich opakowania w wirusach.

Analiza zespołu VectorBuilder zaowocowała Smorgasbord błędów w ponad 2500 znamionowych plazmidach. Niektóre zawierały geny kodujące białka, które dla e. Coli były trujące, co oznacza, że ​​mogą zwolnić lub zatrzymać wzrost organizmów, biologom, aby powtórzyć swoje plazmidy. Inne, które były przeznaczone do opakowania w wirusach kodowanych białek, które były trujące dla tych wirusów. A niektóre zawierały powtarzające się sekwencje DNA, które mogą gromadzić się w mutacjach plazmidowych.

Przegląd błędów

Najczęstsze błędy znalezione Lahn i jego współpracownicy byli powiązani z kluczowym narzędziem do terapii genowej. Terapie są często pakowane w wirusy związane z adeno (AAV), które są w dużej mierze nieszkodliwe i mogą transportować leczenie do komórek. Podczas wytwarzania plazmidu dla tych naukowców z kanapkami AAVS, gen terapeutyczny między sekwencjami, które są określane jako ITR i odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu, że gen jest pakowany w wirusa do dostawy. Sekwencje te zasadniczo wysyłają biologiczny sygnał komórek, który mówi „należę do tego wirusa”. Jednak zespół stwierdził, że około 40% plazmidów AAV w badaniu miało mutacje w regionach ITR, które mogłyby sfałszować to ważne przesłanie. Jeśli naukowcy używali tego niepoprawnie zaprojektowanego plazmidu, ich terapia genowa nie mogłaby działać-i naukowcy może potrwać dużo czasu, aby dowiedzieć się, dlaczego.

Mark Kay, specjalista ds. Pediatrii i genetyki w Stanford School of Medicine w Kalifornii, również po raz pierwszy widział, że wady plazmidowe mogą opóźniać projekty laboratoryjne. Jest jednak przekonany, że naukowcy mogą rozpoznać i naprawić te błędy. Mówi, że badacze terapii genowej znają możliwe problemy ITR i że błędy w środowiskach klinicznych są mało prawdopodobne. Wynika to z faktu, że organy regulacyjne, takie jak amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków, mają ścisłe standardy, naukowcy zobowiązują się do dokładnej analizy swoich plazmidów przed użyciem ich w klinice.

Nakai mówi, że przegląd plazmidów błędów przez sekwencjonowanie może przyciągnąć badaczy świadomy problemów podkreślonych w badaniu. Niektóre firmy, w tym plazmidsaurus w Eugene w stanie Oregon, i Elimi biofarmaceutyki w Hayward w Kalifornii, oferują sekwencjonowanie plazmidów za około 15,00 USD za próbkę, mówi Nakai, który nie ma interesu finansowego w obu firmach. Zaleca także, aby nowi pracownicy laboratoryjni spędzili czas na uczeniu się od doświadczonych projektantów plazmidów; Mówi, że jest to żmudny, ręczny proces, ale jeśli popełnisz błąd, może marnować ogromną ilość czasu i pieniędzy.

Innym sposobem na uniknięcie problemów jest uczynienie sekwencji plazmidowych w repozytoriach z otwartym dostępem do publicznego, mówi Melina Fan, dyrektor ds. Naukowej organizacji non-profit Addgenene w Watertown, Massachusetts. Addgene oferuje takie repozytorium, mówi fan i „sekwencje zapisanego plazmidu i komunikuje dane sekwencji za pośrednictwem strony internetowej do użytku przez społeczność”. Ważne jest, aby sprawdzić plazmidy.

Lahn ma nadzieję, że analiza jego zespołu skieruje uwagę naukowców na fakt, że te narzędzia laboratoryjne dla zwierząt roboczych są często przyjmowane za pewnik. „Zdrowie tego narzędzia jest czymś, o czym ludzie nie myślą” - mówi, nawet jeśli powinni.