Ewolucja w ekspresowym tempie
Podczas gdy tradycyjne metody ewolucji kierowanej wymagały tygodni na pojedynczą rundę mutacji, nowy system działa zupełnie inaczej. T7-ORACLE wprowadza zmiany genetyczne co 20 minut. Jest to dokładnie tyle, ile zajmuje podział bakterii E. coli.
To jak danie ewolucji przycisku szybkiego przewijania — wyjaśnia Peter Schultz ze Scripps Research
Czytaj też: Chiny testują nowy system chłodzenia reaktorów. Energetyka jądrowa już nigdy nie będzie taka sama
Sekret wdrożonej metody tkwi w modyfikacji bakterii, które zawierają dodatkowy, sztuczny system replikacji DNA pochodzący od bakteriofaga T7. Mechanizm ten funkcjonuje równolegle do naturalnych procesów komórki, nie zaburzając jej podstawowych funkcji życiowych. Pierwsze testy przyniosły spektakularne rezultaty. Badacze pracowali z genem oporności na antybiotyki TEM-1 β-laktamazę i otrzymali enzymy wytrzymujące działanie antybiotyków na poziomach 5000 razy wyższych niż oryginalne. Wszystko w mniej niż tydzień. Co ciekawe, powstałe mutacje były niemal identyczne z tymi obserwowanymi w rzeczywistych warunkach klinicznych. Niektóre kombinacje okazały się nawet skuteczniejsze niż te występujące naturalnie w szpitalach.
Uniwersalne narzędzie o szerokim zastosowaniu
Największą zaletą T7-ORACLE jest jego wszechstronność. Platforma nie ogranicza się do konkretnego typu białek czy chorób. Naukowcy mogą wprowadzać do systemu geny pochodzące od ludzi, wirusów czy innych organizmów i obserwować ich szybką ewolucję. Zespół ze Scripps Research już pracuje nad kolejnymi zastosowaniami, w tym nad ewolucją enzymów terapeutycznych dla ludzi i proteaz rozpoznających specyficzne sekwencje białkowe związane z nowotworami. To kolejny krok w ambitnym planie odtwarzania kluczowych procesów biologicznych, które mogłyby funkcjonować niezależnie od komórki gospodarza. W przyszłości naukowcy chcą wykorzystać system do ewolucji polimeraz zdolnych do replikacji całkowicie sztucznych kwasów nukleinowych.
Czytaj też: Wcisnęli cały komputer w jedno włókno tkaniny. Można go nawet wyprać
Technologia pokazuje, jak daleko zaszliśmy w manipulowaniu podstawowymi procesami życiowymi. To, co jeszcze niedawno wydawało się fantastyką naukową, staje się laboratoryjną rzeczywistością. Choć do klinicznego zastosowania droga jeszcze daleka, perspektywy są niezwykle obiecujące. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Science. I nawet jeśli teraz na autorów czeka największe wyzwanie, czyli próba przejścia od laboratoryjnych testów do działania w rzeczywistym świecie, to ich narzędzie bez wątpienia ma potencjał, by podbić świat nauki. Mówiąc krótko: nowa metoda jest niewątpliwie imponująca, lecz jej rzeczywisty wpływ na medycynę dopiero zostanie oceniony.