211service.com
Greitas genomo kūrimas nuo nulio
Norint susintetinti visą mitochondrijų genomą nuo nulio, buvo panaudota greita DNR sintezės technika. Naujasis metodas bus naudojamas norint greitai pagaminti vakcinas pradedančioje įmonėje, vadinamoje Synthetic Genomics Vaccines.
Genomo gamintojas: Danielis Gibsonas, J. Craigo Venterio instituto profesorius, kuria naujus būdus, kaip sujungti DNR.
Naujoji technika leidžia biologams greičiau nei anksčiau surinkti didelius DNR gabalus iš kompiuteriu redaguotų projektų. Tyrėjai iš J. Craig Venter institutas Rokvilyje, Merilando valstijoje, naudojo metodą, kad sukurtų visą ląstelių organelės, vadinamos mitochondrijomis, genomą, o tai galėtų paskatinti medžiagų apykaitos ligų gydymą. „Synthetic Genomics“ bendradarbiauja su farmacijos milžine „Novartis“, kad paspartintų gripo vakcinų kūrimą naudojant šį metodą.
Sugebėdami greitai susintetinti DNR, galime sukurti naują vakciną nuo gripo per 24 valandas ar greičiau, sakoma pranešime. J. Craigas Venteris , instituto įkūrėjas ir prezidentas. Dabar naujai gripo vakcinai pagaminti prireikia kelių mėnesių.
Prieš kiekvieną gripo sezoną epidemiologai stebi sparčiai besivystantį gripo virusą kelis mėnesius. Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) spėja, kurios trys padermės greičiausiai išplis. Tada PSO sukuria susilpnintas šių virusų versijas, o šios sėklų atsargos paskirstomos vakcinų gamintojams, kurie inkubuoja susilpninto viruso vakciną vištų kiaušiniuose, o procesas trunka 35 dienas.
J. Craig Venter instituto mokslininkai, vadovaujami instituto profesoriaus Danielis Gibsonas , sugalvojo metodą, kaip sintetinti DNR ruožus viruso genomų dydžio diapazone. Su tinkama pradine medžiaga procesas gali būti atliktas per kelias valandas.
Dirbdami su DNR seka, saugoma kompiuteriniame faile, mokslininkai pirmiausia padalija ją į persidengiančias dalis, kurios yra pakankamai mažos, kad būtų ekonomiškai ir greitai pagamintos iš buteliuose išpilstytų cheminių medžiagų. Tai atliekama naudojant standartinį įrenginį, vadinamą DNR sintezatoriumi. Tada kelios DNR atkarpos sujungiamos su fermentų mišiniu, kuris juos sujungia maždaug per 15 minučių. Ilgesni gabalai vėl sujungiami vienas su kitu ir tas pats fermentų mišinys sujungia juos į dar ilgesnę eilę. Gibsonas sako, kad svarbiausia buvo rasti tinkamą trijų fermentų derinį, kad būtų sujungti visi DNR fragmentai.
Šį pavasarį Gibsono grupė naudojo daug darbo reikalaujančią techniką, kad pagamintų pirmąją sintetinę ląstelę. Kompiuteryje jie redagavo bakterijų genomą, susintetino jį mielių pagalba ir persodino į kitos rūšies bakterijas. Mielių naudojimas genomui sujungti užtrunka, nes mielės turi augti per naktį, kad susijungtų DNR fragmentus. Mielės vis dar reikalingos norint sukurti kažką tokio dydžio kaip visas bakterijos genomas, nes jos gali dirbti su daug daugiau DNR nei cheminės medžiagos, naudojamos taikant naująjį metodą.
Norint sukurti mažesnius genomus, įskaitant vakcinų genomus, Venter instituto tyrėjams nereikia mielių. Jei jie jau pagamino trumpesnes pradines DNR dalis, sako Gibsonas, per vieną dieną jie gali surinkti visą vakcinos sėklų atsargą arba ląstelių organelių, pavyzdžiui, mitochondrijų, genomą. Būtent tai jie padarė dirbdami, aprašyti šią savaitę žurnale paskelbtame dokumente Gamtos metodai .
Mitochondrija yra gyvybiškai svarbi visų gyvūnų ląstelių dalis, vaidinanti svarbų vaidmenį metabolizme, ir ji turi savo genomą. Mitochondrijų ligos gali sukelti kurtumą, diabetą, raumenų silpnumą, mokymosi sutrikimus ir daugybę kitų problemų. Naudodami greitosios DNR sintezės metodą mitochondrijoms tirti, tikimės išsiaiškinti, kas sukelia šias problemas genetiniu lygmeniu, ir išsiaiškinti, ar galime jas išspręsti, sako Gibsonas.
Per ateinančius trejus metus Sintetinės genominės vakcinos bendradarbiaus su „Novartis“, kad panaudotų šiuos metodus gripo vakcinų atsargoms gaminti. „Novartis“ kuria ląstelėmis pagrįstą vakcinos auginimo metodą, kuris pakeistų vištų kiaušinius, kurie šiandien naudojami vakcinoms auginti. Tai pašalintų poreikį pritaikyti virusus paukščiams, o tai prideda laiko ir apskritai turėtų būti greitesnis. Šio metodo dar nepatvirtino JAV maisto ir vaistų administracija, tačiau bandymai tebevyksta.
Venteris teigia, kad greitesnė DNR sintezės technika taip pat leistų neatsilikti nuo dar sparčiau besivystančių patogenų, kurie keičiasi per greitai, kad įprastos vakcinos neatsiliktų. Tai apima ŽIV, maliarija ir rinovirusą – vieną iš peršalimo priežasčių.