Forskere jobber med genene til tarmbakterier hos levende mus

Forskere har designet et genombehandlingsverktøy som bakteriepopulasjonen i darmmikrobiom Living mus kan endre ^{1 .}

Verktøy-en slags "baseditor" -forandret målgenet i mer enn 90% av en Escherichia coli koloni i musearmen, uten det endrede genet til å danne potensielt skadelige kopier av seg selv. "Vi drømte om å kunne," sier Xavier, en syntetisk biolog, Eligo Bioscience, et bioteknologiselskap i Paris. Resultatene ble publisert i Nature i dag.

Flere forskerteam har prøvd å gjøre genetiske endringer i tarmbakterier av mus, men å oppnå dette i kroppen var en utfordring. ^{4 , 3 , 2 . Så langt er basediraktører som utveksler en nukleotidbase for en annen-for eksempel å konvertere en A til en G-uten å bryte DNA-dobbeltstrengen, er ikke i stand til å endre tilstrekkelig målbakteriepopulasjonen for å være effektiv. Dette er fordi vektorene de bare ble levert målreseptorer som er vanlige i bakterier som ble dyrket i laboratoriet.}

Innovativt leveringssystem

For å overvinne disse hekkene, konstruerte duport og kollegene et leveringskjøretøy ved bruk av komponenter i et bakteriofag -et virus som infiserer bakterier -til forskjellige e. Coli reseptorer som kommer til uttrykk i tarmmiljøet. Denne vektoren hadde på seg en baseditor som spesifikke e. Coli -gen målrettet. Forskerne foredlet også systemet for å forhindre at de redigerte genene repliserer og sprer seg.

Teamet introduserte baseditor i mus og brukte den til et e. Endre coli -Gen som produserer β -melkemasis -enzymer som fremmer bakteriell resistens mot forskjellige typer antibiotika. Rundt 93% av de målrettede bakteriene ble redigert omtrent åtte timer etter behandlingen.

Da tilpasset forskerne baseditor, slik at han a e. Coli -Gengen kan endre seg som produserer et protein som antas å spille en rolle i flere nevrodegenerative og autoimmune sykdommer. Andelen redigerte bakterier var rundt 70%tre uker etter behandlingen. På laboratoriet var forskerne også i stand til å bruke verktøyene til å anstrenge stammer fra e. Coli og Klebsiella pneumoniae som kan forårsake lungebetennelse. Dette indikerer at redigeringssystemet kan tilpasses forskjellige bakteriestammer og typer.

Dette basesedasjonssystemet representerer en "kritisk fremgang" i utviklingen av verktøy som kan endre bakterier direkte i tarmen, sier Chase Beisel, en kjemisk ingeniør ved Helmholtz Institute for RNA-basert infeksjonsforskning i Würzburg, Tyskland. Studien "åpner for muligheten til å jobbe med mikrober for å bekjempe sykdommer mens de forhindrer det manipulerte DNA," legger han til.

Det neste trinnet med Duports og hans kolleger er utviklingen av musemodeller med sykdommer forårsaket av mikrobiomet til å måle om spesifikke genredigeringer har en positiv innflytelse på helsen deres.