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O método novo impede a liberação do ADN sintético das pilhas genetically alteradas

Os cientistas na Universidade de Columbia em New York criaram um método que resolvesse dois problemas graves encontrados geralmente na engenharia sintética da proteína.

O método impede um gene que codifique uma proteína sintética do espalhamento no selvagem e igualmente a estabilize de modo que não possa transformar e perder sua função ao longo do tempo.

O estudo Tomasz Blazejewski autor diz que tais métodos “poderia ser útil para as finalidades agrícolas onde você não quer um gene sintético espalhar às colheitas naturais ou em nenhuma situação quando você não quer seu ADN sintético escapar do laboratório.”

ADNvitstudio | Shutterstock

A engenharia da proteína é um campo relativamente novo

A engenharia da proteína é um campo relativamente novo que envolva a criação das proteínas sintéticas que têm sido vistas nunca antes na natureza.

Os coordenadores fazem tipicamente uma proteína nova alterando o gene que codifica para a versão natural.

Hoje, as várias proteínas sintéticas estão disponíveis, variando das enzimas deremoção que melhoram a eficácia dos detergentes completamente a um novo tipo de insulina deactuação que é usada para tratar milhões de povos com o diabetes.

Contudo, dois desafios principais que a face dos coordenadores da proteína está contendo o gene que codifica a proteína de modo que não espalhe em organismos circunvizinhos e em assegurar o gene não se transformam ao longo do tempo e não se perdem sua função.

Como relatado na ciência do jornal, o biólogo Harris Wang dos sistemas e os colegas têm desenvolvido agora um método que endereçasse both of these problemas.

A metodologia nova foi inspirada por vírus

O método novo foi inspirado por observações que os pesquisadores fizeram sobre os genes de sobreposição encontrados nos vírus. Os genes sobrepor ocupam a mesma seqüência do ADN mas são prazos diferentes dentro lidos de modo que duas proteínas separadas sejam feitas ainda.

“Os genes de sobreposição rendem proteínas distintas múltiplas quando traduzidos em quadros de leitura alternativos da mesma seqüência de nucleotide,” escrevem a equipe.

Quando os genes são sobrepor, uma mutação aleatória que ocorre na seqüência não pode afectar um gene, mas pode bem danificar o segundo gene, travando essencialmente a seqüência do ADN em: “Nós pensamos que nós poderíamos explorar esta ideia para a biologia sintética,” diz Wang.

Como o método trabalha?

A técnica a equipe desenvolvida, chamado CAMEO, gera uma única seqüência do ADN que contem dois genes que produzem duas proteínas distintas.

Um algoritmo dentro dos CAMEOS toma os códigos genéticos de dois genes naturais e combina-os em uma única seqüência do ADN. Para conseguir isto, as bases do nucleotide dentro de cada gene precisam de ser alteradas, mas sem este que afeta como a proteína resultante funciona.

Para identificar que a base muda seja mais provável de suceder nisto, varreduras que dos CAMEOS uma base de dados compo das centenas de milhares de seqüências do gene.

Combinando os dois genes diferentes em uma seqüência do ADN, o algoritmo para genes sintéticos de adquirir mutações e impede sua transferência a outros organismos.

O final previu que as seqüências estão testadas então em pilhas vivas usando as técnicas da alto-produção que permitem centenas de milhares de seqüências de ser testadas durante um curto período de tempo.

Dez anos há, tais tecnologias não estavam disponíveis, dizem Wang:

Nós não tivemos bastante seqüências na base de dados para fazer previsões informado e nós não tivemos uma maneira de sintetizar seqüências longas do ADN para testar nossas previsões.”

Parando transferência do gene às bactérias circunvizinhas

Para conter o gene sintético e pará-lo do escape no selvagem, os CAMEOS foram usados para combiná-lo com um gene esse códigos para uma proteína tóxica. Isto significou que uma vez que o gene complicado foi introduzido nas pilhas bacterianas projetadas produzir o antídoto, gerou o gene sintético e a proteína tóxica.

Embora as pilhas bacterianas de cerco poderiam pegar o gene complicado, morreriam imediatamente uma vez que a toxina foi produzida.

“Quando um gene do interesse foi sobrepor sintètica com um gene da toxina, sua freqüência horizontal de transferência do gene entre as bactérias foa fortemente,” dito os autores.

Estabilizando um gene projetado para impedir a perda de função

Quando o gene complicado contem uma seqüência do ADN desta maneira, igualmente estabiliza um gene projetado e para uma proteína sintética de perder sua função e de adquirir o indesejável.

Na engenharia sintética da proteína, os métodos que estabilizarão funções genetically projetadas e para limitar o DNA recombinante aos anfitriões pretendidos seja necessário lidar com a acumulação natural da mutação e o fluxo lateral patente do gene, explicam a equipe.

A “instabilidade é uma edição agora nas indústrias que usam cubas de pilhas para produzir proteínas projetadas. A reacção será executado somente para uma determinada quantia do tempo antes que as mutações tomem sobre,” diz o co-autor Hsing-I Ho. “Com CAMEOS, pode ser possível sustentar a reacção para mais por muito tempo.”

Os pesquisadores dizem que esta estratégia que se pode generalizar para o projecto, a construção e o teste de genes de sobreposição, ajudas estabilizar a evolução vertical do gene e restringir o fluxo horizontal do gene.

A equipe conclui:

Este trabalho permite uma exploração mais profunda de genes de sobreposição naturais e projetados e facilita a estabilidade e o biocontainment genéticos aumentados em aplicações emergentes.”

Journal reference:

Blazejewski, T., et al. (2019). Synthetic sequence entanglement augments stability and containment of genetic information in cells. Science. DOI: 10.1126/science.aav5477.

Sally Robertson

Written by

Sally Robertson

Sally first developed an interest in medical communications when she took on the role of Journal Development Editor for BioMed Central (BMC), after having graduated with a degree in biomedical science from Greenwich University.

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