Японцы "учат" бактерии делать лекарства

Большинство используемых человечеством лекарственных препаратов имеют природное происхождение — они образуются в растениях, грибах и бактериях. Но проблема заключается в том, что их носители производят полезные для человека вещества в небольших дозах, достаточных исключительно для собственных нужд. Кроме того, качество и чистота подобных препаратов могут варьироваться в зависимости от условий, окружающих производителя.

200361.jpegПоэтому уже несколько лет набирает силу новое научное направление — синтетическая биология. Ее активисты считают, что проблему снабжения людей лекарствами природного происхождения можно решить, создав искусственный организм, способный исполнять единственную функцию — производить фармакологическую продукцию.

Наибольших успехов в этом достигла научная группа из США под руководством Крейга Вэнтера. Ученые взяли бактерию Mycoplasma genitalium, которая известна своим очень коротким геномом, и начали удалять из организма отдельные гены, определяя, при каких обстоятельствах перестанут работать ее биохимические свойства.

Читайте также "Опыты на животных уходят в прошлое"

Затем исследователи разработали способ искусственного построения генома, с помощью которого они смогли создать синтетический организм, способный лишь воспроизводить базовые реакции внутреннего обмена Mycoplasma genitalium. С одной стороны, такой подход позволил получить полностью контролируемую бактерию, но с другой — он не принес ответа на вопрос: как происходят химические реакции внутри этих новых созданий. Биохимия выработки энзимов по-прежнему остается большой загадкой.

Чтобы создать бактерию с уникальным набором возможностей, необходимо последовательно изучить все элементы ее генома, определить среди них все необходимые и перенести их в искусственный геном. При этом исключительно важно не упустить ничего — даже самые мельчайшие и незначительные детали генома могут оказаться крайне важными.

Ученые из лаборатории Микробиологической инженерии японского Университета Китасато пошли другим путем. Они взяли уже существующие бактерии и просто удалили из их генома все "лишние" части, превратив живое создание в микроскопическую химическую фабрику. Такой способ выглядит более перспективным — он гарантирует, что получившееся создание будет выполнять все операции правильно.

Для опытов ученые взяли бактерии вида Streptomyces, которые уже давно используются в индустриальном производстве. В природных условиях эти бактерии обитают в почве, различные химические соединения которой воздействуют на разные функции Streptomyces. Так, при определенных обстоятельствах эти микроорганизмы могут выделять вещества, которые используются при лечении вирусных инфекций, раковых опухолей и грибковых заболеваний.

Эти вспомогательные функции бактерий носят название "вторичный метаболизм". Исследования японских биологов позволили выделять участки отвечающего за него генома и удалять их. Кроме того, был удален и ряд других генов, ответственных за побочные процессы в организме Streptomyces. В результате получилась "чистая" бактерия, в которой проистекает лишь единственный "базовый" метаболический процесс. При этом размер генома бактерии сократился на 20 процентов.

Дальнейшие опыты японских ученых показали, что в такую "голую" бактерию можно встраивать только одну отдельную функцию. При этом расход энергии, направленной на нее, возрастает, а значит, растет и эффективность выработки того или иного лекарственного препарата.

200362.jpegБиологи из Университета Китасато уже поставили опыты по созданию бактерий, производящих химическое соединение аморфо-4, 11-деин. Оно используется в производстве артемизинина, считающегося потенциальной вакциной от всех форм малярии. В ближайшем будущем ученые планируют продемонстрировать "микроскопические фабрики" по созданию и других полезных веществ.

"Правда.Ру" попросила прокомментировать эту разработку заведующего кафедрой клинической лабораторной диагностики Института повышения квалификации ФМБА, доктора биологических наук Вячеслава Девиченского.

"В предложенном исследовании говорится о возможности манипулировать геномом отдельных бактерий, но, видимо, авторы еще не изучили, как подобные изменения передаются в процессе деления. Однако стоит отметить, что такая технология действительно эффективнее всех предлагавшихся ранее — всегда проще модернизировать нечто существующее, чем создать новое".

Читайте также в "Правде.Ру"

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Комментарии
Запад: Путину удалось возродить Россию, ее не сломать
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
Евгений Федоров: США раскупили всю Россию и пишут нам законы
Евгений Федоров: США раскупили всю Россию и пишут нам законы
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
"Джон умирает?": в США госпитализирован онкобольной сенатор Маккейн
Евгений Федоров: США раскупили всю Россию и пишут нам законы
Евгений Федоров: США раскупили всю Россию и пишут нам законы
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
Запад: Путину удалось возродить Россию, ее не сломать
Запад: Путину удалось возродить Россию, ее не сломать
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
Васильеву сняли в торговом центре на распродаже
Почему мужчины ведут себя с женщинами как идиоты?
Вице-премьер Голландии поверила в суперспособности русских
ЦБ рассказал о действиях, когда США возьмутся за долг России
Запад перейдет с алкоголя на синтетику, чтобы не испытывать похмелья
Врачи поставили точку: злоупотребление смартфоном чревато раком
Путин поблагодарил Трампа за данные о террористах в Петербурге
Запад перейдет с алкоголя на синтетику, чтобы не испытывать похмелья

Русская эскадра - не просто набор слов. Это историческое название последнего соединения кораблей и судов Императорского флота России. Именно она эвакуировала из Крыма армию генерала Врангеля и гражданское население. Беженцев приняла Франция, предоставив эскадре стоянку в Тунисе, в городе Бизерта. Судьбы большинства беженцев поистине трагичны…

Последнее пристанище Русской эскадры