Teadlased on välja töötanud genoomi redigeerimise tööriista, mis suudab kontrollida bakterite populatsiooni Soolestiku mikrobioom elavatest hiirtest 1.

Tööriist – omamoodi “baasredaktor” – muutis sihtgeeni enam kui 90% juhtudestEscherichia colikoloonia hiire soolestikus ilma, et modifitseeritud geen moodustaks endast potentsiaalselt kahjulikke koopiaid. "Unistasime, et saaksime seda teha," ütleb Xavier Duportet, sünteetilise bioloog, kes asutas Pariisi biotehnoloogiaettevõtte Eligo Bioscience. Tulemused avalikustati tänaLoodusavaldatud.

Mitmed uurimisrühmad on püüdnud teha hiirte soolestiku bakterites geneetilisi muutusi, kuid selle saavutamine kehas on olnud keeruline. 4, 3, 2. Seni ei ole baasredaktorid, mis vahetavad ühe nukleotiidi aluse teise vastu – näiteks A-d teisendades G-ks – ilma DNA kaksikahelat purustamata, suutnud sihtbakterite populatsiooni piisavalt modifitseerida, et olla tõhusad. Selle põhjuseks on asjaolu, et vektorid, milles need manustati, olid suunatud ainult laboris kultiveeritud bakterites levinud retseptoritele.

Uuenduslik tarnesüsteem

Nende takistuste ületamiseks konstrueerisid Duportet ja tema kolleegid kohaletoimetamisvahendi, kasutades bakteriofaagi – baktereid nakatava viiruse – komponente, et sihtida erinevaid.E. coli- Soolekeskkonnas ekspresseeritud sihtretseptorid. See vektor kandis baasredaktorit, spetsiifilistE. coli-sihitud geenid. Teadlased täpsustasid ka süsteemi, et vältida redigeeritud geenide paljunemist ja levikut.

Meeskond tutvustas hiirtele põhiredaktorit ja kasutas seda A loomiseksE. coli-Muuda geen, mis toodab β-laktamaase – ensüüme, mis soodustavad bakterite resistentsust erinevat tüüpi antibiootikumide suhtes. Umbes kaheksa tundi pärast ravi muudeti umbes 93% sihtbakteritest.

Seejärel kohandasid teadlased baasredaktorit nii, et see oleks aE. coli-Gen, mis toodab valku, mis arvatavasti mängib rolli mitmete neurodegeneratiivsete ja autoimmuunhaiguste korral. Redigeeritud bakterite osakaal oli kolm nädalat pärast ravi umbes 70%. Laboris said teadlased seda tööriista kasutada ka tüvede tuvastamiseksE. colijaKlebsiella pneumoniaemis võib põhjustada kopsupõletikku. See viitab sellele, et redigeerimissüsteemi saab kohandada erinevate bakteritüvede ja -liikidega.

See põhiline redigeerimissüsteem kujutab endast "kriitilist edusamme" selliste tööriistade väljatöötamisel, mis võivad otseselt soolestikus baktereid muuta, ütleb Chase Beisel, keemiainsener Helmholtzi RNA-põhise infektsiooniuuringute instituudist Würzburgis, Saksamaal. Uuring "avab võimaluse mikroobide redigeerimiseks haiguste vastu võitlemiseks, takistades samal ajal manipuleeritud DNA levikut," lisab ta.

Duporteti ja tema kolleegide järgmiseks sammuks on mikrobioomi põhjustatud haigustega hiiremudelite väljatöötamine, et mõõta, kas konkreetsetel geenimuudatustel on nende tervisele positiivne mõju.