Greșeli serioase Plague ADN Instrument care este un animal de lucru în biologie

Plasmida realizată de laborator, un cal de lucru în biologia modernă, au probleme. Cercetătorii au efectuat o evaluare sistematică a structurilor ADN circulare prin analizarea a peste 2.500 de plasmide care au fost produse în laboratoare și trimise unei companii care oferă servicii precum ambalarea structurilor din virusuri, astfel încât să poată fi utilizate ca terapii genice. Echipa a constatat că aproape jumătate din erorile de proiectare a plasmidelor, inclusiv erori în secvențe cruciale pentru exprimarea unei gene terapeutice. Cercetătorii și-au publicat rezultatele luna trecută pe serverul de preprint biorxiv 1 .

Studiul dezvăluie „lipsa de cunoștințe” cu privire la implementarea plasmidelor în laborator, spune Hiroyuki Nakai, genetician la Universitatea Health & Science din Oregon, care nu a fost implicat în muncă. El a observat deja probleme cu plasmidele făcute în laborator, dar a fost surprins de frecvența greșelilor enumerate de studiu. Probabil că există o mulțime de lucrări științifice care au fost publicate pentru care rezultatele nu sunt reproductibile din cauza erorilor în proiectarea plasmidelor, adaugă el.

pierderea timpului

Plasmida sunt instrumente populare în laboratoarele de biologie, deoarece bacteriile, inclusiv organismul de model răspândit Escherichia coli , folosesc structuri pentru stocarea și înlocuirea genelor. Aceasta înseamnă că biologii pot produce plasmul de designer care conțin diverse gene interesante, apoi e. Coli îi poate convinge să le înregistreze și să facă multe copii ale acesteia.

Bruce Lahn, om de știință șef la VectorBuilder, o companie cu sediul în Chicago, Illinois, oferă instrumente de livrare a genelor, spune că el și alți biologi au observat probleme cu calitatea plasmidelor de ani buni. Când Lahn a fost profesor la Universitatea din Chicago, un doctorat a petrecut șase luni în laboratorul său pentru a reproduce două plasmide care au fost raportate în literatura științifică. „Nu ne -am gândit la calitatea plasmidei, dar atunci experimentul nu a funcționat”, deoarece erorile plasmidei au conținut, spune el.

acum la Vectorbuilder Lahn spune că se confruntă constant cu problema - așa că a decis să o evalueze sistematic. Când clienții depun plasmul defectuos, „pierd mult timp”, iar pașii suplimentari ai controlului calității cresc costurile pentru producerea plasmidei și ambalajele lor în viruși, spune el.

Analiza echipei VectorBuilder a dus la un smorgasbord de erori în cele peste 2.500 de plasmide nominale. Unele conțineau gene care codificau proteine, care pentru e. Coli au fost otrăvitoare, ceea ce înseamnă că ar putea încetini sau opri creșterea organismelor, pentru biologi pentru a -și reproduce plasmidele. Alții care au fost destinați ambalajului în virusuri codificate proteine ​​care erau otrăvitoare pentru acești viruși. Iar unele conțineau secvențe de ADN repetitive care se pot acumula în mutații plasmide.

revizuirea erorilor

Cele mai frecvente greșeli au descoperit că Lahn și colegii săi au fost conectați la un instrument cheie pentru terapia genică. Terapiile sunt adesea ambalate în virusuri asociate adeno (AAV), care sunt în mare parte inofensive și pot transporta tratamente în celule. Atunci când produceți plasmul pentru acești cercetători sandwichen AAVS, o genă terapeutică între secvențele care sunt denumite ITR -uri și joacă un rol crucial în asigurarea faptului că gena este ambalată în virus pentru livrare. Aceste secvențe trimit în esență un semnal biologic al celulelor, care spune „Eu aparțin acestui virus”. Cu toate acestea, echipa a constatat că aproximativ 40% din plasmidele AAV din studiu au avut mutații în regiunile ITR care ar putea falsifica acest mesaj important. Dacă cercetătorii ar folosi această plasmide concepută incorect, terapia lor genică nu ar putea funcționa și ar putea dura mult timp pentru ca oamenii de știință să afle de ce.

Mark Kay, un specialist în pediatrie și genetică la Școala de Medicină Stanford din California, a văzut, de asemenea, primul -mână că defecțiunile plasmidelor pot întârzia proiectele de laborator. Cu toate acestea, este încrezător că oamenii de știință pot recunoaște și remedia aceste greșeli. El spune că cercetătorii de terapie genică știu posibile probleme ITR și că sunt puțin probabile greșelile din mediile clinice. Acest lucru se datorează faptului că autoritățile de reglementare, cum ar fi Administrația SUA pentru Alimente și Droguri, au standarde stricte, cercetătorii obligă să -și analizeze cu atenție plasmidele înainte de a le folosi în clinică.

Nakai spune că revizuirea plasmidelor pentru erori prin secvențiere ar putea atrage cercetătorii conștienți de problemele accentuate în studiu. Unele companii, inclusiv Plasmidsaurus din Eugene, Oregon și Elim Biofarmaceuticals din Hayward, California, oferă secvențiere plasmide pentru aproximativ 15,00 USD pe eșantion, spune Nakai, care nu are niciun interes financiar pentru ambele companii. El recomandă, de asemenea, ca lucrătorii de laborator noi să petreacă timp învățând de la designeri cu plasmide cu experiență; El spune el, este un proces obositor, manual, dar dacă faceți o greșeală, el poate pierde o cantitate enormă de timp și bani.

Un alt mod pentru ca laboratoarele de a evita problemele este de a face secvențele plasmidelor dvs. în depozitele de acces deschis accesibil, spune Melina Fan, director științific șef al organizației non-profit Addgenene din Watertown, Massachusetts. Addgene oferă un astfel de depozit, spune Fan, și „secvențează plasmul stocat și comunică datele secvenței prin intermediul site -ului web pentru utilizare de către comunitate”. Este important să verificați plasmidele.

Lahn speră că analiza echipei sale direcționează atenția cercetătorilor asupra faptului că aceste instrumente de laborator de animale de lucru sunt adesea luate de la sine. „Sănătatea instrumentului este ceva la care oamenii nu se gândesc”, spune el, chiar dacă ar trebui.