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El nuevo método previene la baja de la DNA sintetizada de las células genético modificadas

Los científicos en la Universidad de Columbia en Nueva York han creado un método que resuelve dos problemas graves encontrados común en la ingeniería sintetizada de la proteína.

El método previene un gen que codifique una proteína sintetizada de extenderse en el salvaje y también la estabilice de modo que no pueda transformar y perder su función en un cierto plazo.

El estudio Tomás Blazejewski autor dice tales métodos “podría ser útil para los propósitos agrícolas donde usted no quisiera un gen sintetizado se extendiera a las cosechas naturales o en ninguna situación cuando usted no quisiera que su DNA sintetizada escape del laboratorio.”

DNAvitstudio | Shutterstock

La ingeniería de la proteína es relativamente un nuevo campo

La ingeniería de la proteína es relativamente un nuevo campo que implica la creación de las proteínas sintetizadas que nunca se han visto antes en naturaleza.

Los ingenieros hacen típicamente una nueva proteína alterando el gen que codifica para la versión natural.

Hoy, las diversas proteínas sintetizadas están disponibles, colocando de las enzimas de mancha de óxido-eliminación que perfeccionan la eficacia de detersorios a través a un nuevo tipo de insulina de acción prolongada que se utilice para tratar a millones de gente con diabetes.

Sin embargo, dos retos importantes que la cara de los ingenieros de la proteína está conteniendo el gen que codifica la proteína de modo que no se extienda en organismos circundantes y asegurar el gen no se transforman en un cierto plazo y no pierden su función.

Como se explica en la ciencia del gorrón, el biólogo Harris Wang de los sistemas y los colegas ahora han desarrollado un método que aborda ambos problemas.

La nueva metodología fue inspirada por los virus

El nuevo método fue inspirado por observaciones que los investigadores hicieron sobre los genes que recubrían encontrados en virus. Los genes recubiertos ocupan la misma serie de la DNA pero son hacia adentro leídos diversos marcos de tiempo para todavía hacer dos proteínas separadas.

Los “genes que recubren rinden las proteínas distintas múltiples cuando están traducidos en marcos de lectura alternativos de la misma serie de nucleótido,” escriben a las personas.

Cuando se recubren los genes, una mutación al azar que ocurre en la serie puede no afectar a un gen, pero bien puede dañar el segundo gen, esencialmente poniendo el seguro la serie de la DNA en: “Pensamos que podríamos explotar esta idea para la biología sintetizada,” dice Wang.

¿Cómo el método trabaja?

La técnica las personas desarrolladas, llamado CAMEOS, genera una única serie de la DNA que contiene dos genes que produzcan dos proteínas distintas.

Un algoritmo dentro de CAMAFEOS toma las claves genéticas de dos genes naturales y los combina en una única serie de la DNA. Para lograr esto, las bases del nucleótido dentro de cada gen necesitan ser alteradas, pero sin esto que afecta a cómo funciona la proteína resultante.

Para determinar que la base cambia sea más probable de tener éxito en esto, exploraciones de los CAMAFEOS que una base de datos compuso de cientos de miles de series del gen.

Combinando los dos diversos genes en una serie de la DNA, el algoritmo para genes sintetizados de detectar mutaciones y previene su transferencia a otros organismos.

El final predijo que las series entonces están probadas en células vivas usando las técnicas de la alto-producción que permiten a cientos de miles de series ser probadas durante un corto período de tiempo.

Hace diez años, tales tecnologías no estaban disponibles, dicen Wang:

No teníamos suficiente series en la base de datos para hacer predicciones informadas y no teníamos una manera de sintetizar las series largas de la DNA para probar nuestras predicciones.”

Detención de transferencia del gen a las bacterias circundantes

Para contener el gen sintetizado y pararlo del escape en el salvaje, los CAMAFEOS fueron utilizados para combinarlo con un gen ese las claves para una proteína tóxica. Esto significó que una vez que el gen enredado fue insertado en las células bacterianas diseñadas para producir el antídoto, generó el gen sintetizado y la proteína tóxica.

Aunque las células bacterianas de alrededor podrían tomar el gen enredado, morirían inmediatamente una vez que la toxina fue producida.

“Cuando un gen del interés fue recubierto sintetizadamente con un gen de la toxina, su frecuencia horizontal de la transferencia del gen entre las bacterias fue suprimida fuertemente,” diga a los autores.

Estabilizar un gen dirigido para prevenir la baja de la función

Cuando el gen enredado contiene una serie de la DNA de esta manera, también estabiliza un gen dirigido y para una proteína sintetizada de perder su función y de detectar el indeseado.

En la ingeniería sintetizada de la proteína, los métodos que estabilizarán funciones genético dirigidas y lindar la DNA recombinante a los ordenadores principal previstos sea necesario hacer frente a la acumulación natural de la mutación y al flujo lateral penetrante del gen, explican a las personas.

La “inestabilidad ahora es una entrega en las industrias que utilizan las tinas de células para producir las proteínas dirigidas. La reacción se ejecutará solamente por una determinada cantidad de hora antes de que las mutaciones asuman el control,” dice al co-autor Hsing-I Ho. “Con los CAMAFEOS, puede ser posible sostener la reacción para más de largo.”

Los investigadores dicen que esta estrategia generalizable para el diseño, el edificio y la prueba de genes que recubren, ayudas para estabilizar la evolución vertical del gen y para restringir flujo horizontal del gen.

Las personas concluyen:

Este trabajo habilita una exploración más profunda de genes que recubren naturales y dirigidos y facilita estabilidad y el biocontainment genéticos aumentados en usos 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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