El lenguaje de metabilitos se puede decodificar con nueva tecnología del genoma

Una amplia gama, y los productos industriales se basan en los metabilitos secundarios, los microbios de las composiciones orgánicas producen para regular interno y externo de mensajería médica, agrícola, autodefensa, y homeostasis de un organismo. Las personas de los microbiólogos y de los genomicists llevados por el Ministerio de Joint Genome Institute de la Energía (JGI) han inventado una herramienta de la ingeniería genética que avance el estudio de tales composiciones y despliegan nuestra comprensión de cómo los microbios se desarrollan y su lugar en su ambiente.

microbiólogoSetenta y cuatro | Shutterstock

CRAGE llamado (ingeniería recombinase-ayudada chasis-independiente del genoma), la tecnología podría ayudar a investigadores a evitar un obstáculo común hecho frente al intentar estudiar los metabilitos secundarios. Los microbios no hacen composiciones secundarias del metabilito cuando se estudian en las condiciones del laboratorio, como no presentan los niveles usuales de competencia que incitan la producción de metabilitos secundarios, significando que los científicos no pueden estudiarlos.

Estos metabilitos son como un lenguaje que los microbios utilicen para obrar recíprocamente con sus biomas, y cuando están aislados, van silenciosos.”

autor y científico, JGI, Yasuo Yoshikuni del Co-guía

Esto es porque los metabilitos secundarios, mientras que son no esenciales para la supervivencia de un microbio, pueden ofrecer a un organismo ciertas ventajas cuando están hechos frente con la competencia o la presión ambiental. La capacidad de producir los metabilitos secundarios se pasa hacia adelante y hacia atrás entre los microbios con transferencia horizontal del gen, si los microbios están relacionados de cerca o distante. Esto se hace posible porque los metabilitos secundarios son codificados por los grupos de genes llamados los atados biosintéticos del gen (BGCs).

Esto significa que los microbios pueden adaptarse rápidamente a cambiar condiciones ambientales perdiendo o ganando rasgos para asegurar su supervivencia, accionando mutaciones en el proceso con la distribución rápida de las composiciones secundarias del metabilito y crear un pico en la producción de composiciones diversas.

Faltamos actualmente la tecnología para estimular microbios en activar su BGCs y la sintetización del producto completo - un proceso celular que implique muchos pasos.”

Yasuo Yoshikuni

Pero ahora, los científicos pueden utilizar CRAGE para trasplantar BCGs a partir de un organismo en una amplia gama de ordenadores principal de la producción potencial al mismo tiempo de modo que puedan determinar las deformaciones microbianas capaces de producir composiciones secundarias del metabilito en artificial, laboratorio condicionan.

Helge presagia, de la universidad Francfort de Goethe, alemán, autor del co-guía del estudio, dijo:

“CRAGE por lo tanto permite que lleguemos hasta estas composiciones mucho más fácilmente que antes. En varios casos, nos ha permitido ya producir y caracterizar por primera vez una composición del interés.”

CRAGE también permitirá a investigadores transferir microbios entre diversas especies, permitiendo que observen cómo las composiciones clasificadas actualmente como trabajo de la “materia oscura biológica”, finalmente empleando las teorías y las predicciones hechas en este tema.

Esto es un revelado del punto de referencia en tierra, porque con CRAGE podemos examinar cómo diversos organismos pueden expresar una red del gen diferentemente, y así cómo las capacidades horizontalmente transferidas pueden desarrollarse.”

David Hoyt, químico en EMSL, situado en el laboratorio nacional del noroeste pacífico

“Las herramientas anteriores para hacer esto son mucho más limitadas,” Hoyt continuaron.

Pero, cuando el equipo de la investigación de Yoshikuni probaban CRAGE, Hoyt y sus colegas Kerem Bingol y Nancy Washton podían ayudar en la caracterización de un equipo como-todavía-desconocido de metabilitos secundarios, mostrando las ventajas de CRAGE como herramienta de la investigación.

Desplegándose en su uso fuera del estudio del metabilito, el co-primer autor del estudio Jing-KE, socio científico de la ingeniería en JGI, dijo que CRAGE se podría utilizar “para dirigir los microbios para la producción de proteínas, de RNAs, y de otras moléculas con una amplia gama de usos.”

Hasta ahora, el equipo de investigación ha transferido BGCs en 30 diversas deformaciones de bacterias, con la creencia que trabajará en una amplia gama de otras deformaciones también. Pues la técnica de CRAGE necesitará ser con certeza especie adaptada de bacterias, la investigación está en curso.

Sin embargo, los equipos de investigación que utilizan JGI (una oficina de la GAMA de la instalación del utilizador de la ciencia) pueden utilizar CRAGE con programas pilotos.

“Independientemente de algunos muy bien-estudió los microbios, los supuestos organismos modelo como Escherichia Coli, nosotros no conoce si una deformación tendrá las habilidades necesarias para realizar todos los pasos de la activación de BGC,” a Yoshikuni, que desarrolló la herramienta recombinante del gen del precursor, RABIA, dijo en 2013.

Él y sus colegas en JGI están utilizando CRAGE para explorar los ordenadores principal bacterianos poco convencionales para la bio-fabricación, entre muchos otros temas en su propia investigación.

“Esperanzadamente con CRAGE, podemos comenzar a cambio ese paradigma,” Yoshikuni continuamos. “Podemos observar en una especie más salvaje y encontrar sus propiedades que sean más convenientes para una producción de productos y de remedio.”

Lois Zoppi

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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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