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A língua dos metabolitos pode ser descodificada com tecnologia nova do genoma

Uma escala enorme, e os produtos industriais são baseados em metabolitos secundários, os micróbios dos compostos orgânicos produzem para regular interno e externo da mensagem médica, agrícola, autodefesa, e homeostase de um organismo. Uma equipe dos microbiologista e dos genomicists conduzidos pelo Ministério do Joint Genome Institute da Energia (JGI) inventou uma ferramenta da genética que avançasse o estudo de tais compostos e expande nossa compreensão de como os micróbios evoluem e seu lugar em seu ambiente.

microbiologistaSeventyFour | Shutterstock

CRAGE chamado (engenharia recombinase-ajudada chassi-independente do genoma), a tecnologia poderia ajudar pesquisadores a contornar um obstáculo comum enfrentado ao tentar estudar metabolitos secundários. Os micróbios não fazem compostos secundários do metabolito quando são estudados nas condições do laboratório, como não apresentam os níveis usuais de competição que estimulam a produção de metabolitos secundários, significando que os cientistas são incapazes dos estudar.

Estes metabolitos são como uma língua que os micróbios se usem para interagir com seus bioma, e quando isolados, vão silenciosos.”

autor do Co-chumbo e cientista, JGI, Yasuo Yoshikuni

Isto é porque os metabolitos secundários, quando nao essenciais para a sobrevivência de um micróbio, podem oferecer a um organismo determinadas vantagens quando enfrentados com competição ou pressão ambiental. A capacidade para produzir metabolitos secundários é passada para a frente e para trás entre micróbios com transferência horizontal do gene, se os micróbios estão relacionados pròxima ou distante. Isto é tornado possível porque os metabolitos secundários são codificados por grupos de genes chamados conjuntos biossintéticos do gene (BGCs).

Isto significa que os micróbios podem se adaptar rapidamente a mudar circunstâncias ambientais perdendo ou ganhando traços para assegurar sua sobrevivência, provocando mutações no processo com da partilha rápida de compostos secundários do metabolito e da criação de um ponto na produção de compostos diversos.

Nós faltamos actualmente a tecnologia para estimular micróbios em ativar seu BGCs e em sintetizar o produto completo - um processo celular que envolva muitas etapas.”

Yasuo Yoshikuni

Mas agora, os cientistas podem usar CRAGE para transplantar ao mesmo tempo BCGs de um organismo em uma vasta gama de anfitriões da produção potencial de modo que possam identificar as tensões microbianas capazes de produzir compostos secundários do metabolito em artificial, laboratório condicionam.

Helge prognostica, da universidade Francoforte de Goethe, alemão, autor do co-chumbo do estudo, disse:

“CRAGE permite conseqüentemente que nós alcancem estes compostos muito mais prontamente do que antes. Em diversos casos, tem-nos permitido já de produzir pela primeira vez e caracterizar um composto do interesse.”

CRAGE igualmente permitirá pesquisadores de transferir micróbios entre espécies diferentes, permitindo que observem como os compostos classificados actualmente como “o trabalho da matéria escura biológica”, finalmente construindo nas teorias e nas previsões feitas neste assunto.

Esta é uma revelação do marco, porque com CRAGE nós podemos examinar como os organismos diferentes podem expressar uma rede do gene diferentemente, e assim como as capacidades horizontalmente transferidas podem evoluir.”

David Hoyt, um químico em EMSL, situado no laboratório nacional noroeste pacífico

“As ferramentas precedentes para fazer isto são muito mais limitadas,” Hoyt continuaram.

Mas, quando a equipa de investigação de Yoshikuni testavam CRAGE, Hoyt e seus colegas Kerem Bingol e Nancy Washton podiam ajudar na caracterização de um grupo como-ainda-desconhecido de metabolitos secundários, apresentando os benefícios de CRAGE como uma ferramenta da pesquisa.

Expandindo em seu uso fora do estudo do metabolito, o co-primeiro autor do estudo Jing-KE, um associado científico da engenharia em JGI, disse que CRAGE poderia ser usado “para projectar micróbios para a produção de proteínas, de RNAs, e de outras moléculas com uma escala de aplicações enorme.”

Até agora, a equipa de investigação transferiu BGCs em 30 tensões diferentes das bactérias, com a opinião que trabalhará em uma vasta gama de outras tensões demasiado. Porque a técnica de CRAGE precisará de ser com certeza espécie adaptada de bactérias, a pesquisa é em curso.

Contudo, as equipas de investigação que usam JGI (um escritório da GAMA da facilidade do usuário da ciência) podem usar CRAGE com os programas piloto.

“Com exceção de alguns micróbios muito bem examinados, os organismos modelo assim chamados gostam de Escherichia Coli, nós não conhecem se uma tensão terá as habilidades necessários para executar todas as etapas da activação de BGC,” Yoshikuni, que desenvolveu a ferramenta de recombinação do gene do precursor, RAIVA, disse em 2013.

E seus colegas em JGI estão usando CRAGE para explorar anfitriões bacterianos não convencionais para a bio-fabricação, entre muitos outros assuntos em sua própria pesquisa.

“Esperançosamente com CRAGE, nós podemos começar deslocar esse paradigma,” Yoshikuni continuamos. “Nós podemos olhar em uma espécie mais selvagem e encontrar suas propriedades que são mais apropriadas para uma produção de produtos e de medicinas.”

Lois Zoppi

Written by

Lois Zoppi

Lois is a freelance copywriter based in the UK. She graduated from the University of Sussex with a BA in Media Practice, having specialized in screenwriting. She maintains a focus on anxiety disorders and depression and aims to explore other areas of mental health including dissociative disorders such as maladaptive daydreaming.

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