Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Strona główna Nowe technologie

Naukowcy tworzą zaprogramowane genetycznie bakterie



„Przyjazne” bakterie w naszym układzie trawiennym mogą stać się jeszcze ważniejsze niż dotychczas, mają bowiem zostać zaprogramowane do wykrywania, a nawet i leczenia chorób takich jak nowotwór jelita grubego czy zaburzenia odporności.


W artykule opublikowanym w Cell Systems, badacze z MIT prezentują serię sensorów, baz pamięci i obwodów, które mogą zostać zakodowane w DNA powszechnych bakterii jelitowych człowieka, czyli Bacteroides thetaiotaomicron.

Te podstawowe elementy obliczeniowe pozwolą bakteriom na wykrywanie, zapamiętywanie i reagowanie na sygnały w jelitach. W przyszłości mogą okazać się pomocne w wykrywaniu i leczeniu nowotworu jelita grubego czy nieswoistych zapaleń jelit.

Naukowcy budowali już wcześniej obwody genetyczne wewnątrz modelowych organizmów jak na przykład bakterie E. coli. Te szczepy są jednak obecne na niższych poziomach układu trawiennego, jak twierdzi Timothy Lu, profesor inżynierii biologicznej, elektrycznej oraz informatyki, który prowadził badania wspólnie z Christopherem Voigtem, profesorem inżynierii biologicznej z MIT.





 
Ilustracja przedstawia Bacteroides thetaiotaomicron (białe) żyjące na komórkach w jelitach (duże różowe komórki pokryte mikrokosmkami) aktywowane przez sygnały chemiczne (małe zielone kropki) w celu ekspresji konkretnych genów. (Obraz: Janet Iwasa)


„Chcieliśmy pracować ze szczepami typu B. thetaiotaomicron, które są obecne u większości ludzi i mogą kolonizować jelita przez długi czas”, mówi Lu.

Zespół stworzył serię genetycznych elementów, które mogą być wykorzystane do precyzyjnego programowania ekspresji genów u bakterii. „Z wykorzystaniem tych elementów zbudowaliśmy cztery sensory, które mogą zostać zakodowane w bakteryjnym DNA i reagują na sygnały aktywujące i deaktywujące geny u B. thetaiotaomicron”, mówi Voigt. Dodatki żywieniowe, na przykład cukry, pozwolą na kontrolowanie bakterii poprzez jedzenie spożywane przez człowieka.

Bakteryjna „pamięć”

Aby wykrywać patologie jelitowe, w tym oznaki krwawienia czy stanu zapalnego, bakterie muszą “zapamiętać” informację, aby przekazać ją na zewnątrz. Aby im to umożliwić, naukowcy wyposażyli B. thetaiotaomicron w formę pamięci genetycznej. Użyli klasy protein zwanych rekombinazami , które potrafią „nagrywać” informacje na bakteryjne DNA poprzez rozpoznawanie konkretnych adresów DNA i zmienianiu ich kierunku.

Badacze wykorzystali także technologię zwaną interferencją CRISPR, która może służyć kontrolowaniu tego, które geny są aktywne u bakterii. Naukowcy użyli tej techniki do modyfikowania zdolności B. thetaiotaomicron do konsumpcji konkretnego składnika odżywczego oraz po to, by zapobiec ich zabiciu przez antymikrobowe molekuły.

Naukowcy zademonstrowali jak działa ich zestaw narzędzi genetycznych przy koloniach B. thetaiotaomicron żyjących w jelitach myszy. Kiedy myszy karmiono jedzeniem zawierającym odpowiednie składniki, okazało się, że bakterie zapamiętały, co jadły myszy.
Rozszerzony pakiet
Naukowcy planują teraz rozszerzyć zastosowania ich narzędzi na inne szczepy bakterii. Jest to ważne dlatego, że flora bakteryjna różni się z człowieka na człowieka, a to oznacza, że niektóre szczepy mogą być dominujące u jednych pacjentów, a u innych nie.

„Chcemy rozszerzyć nasz genetyczny pakiet narzędzi na szerszą gamę szczepów bakteryjnych, które zamieszkują ludzkie jelita”, mówi Lu.

Pomysł używania mikrobów do wykrywania i przekazywania oznak choroby może zostać także wykorzystany w innych obszarach ludzkiego ciała, dodaje Lu. Co więcej, bardziej zaawansowane narzędzia genetyczne mogą zostać zbudowane na bazie tych bakteryjnych aby ulepszyć ich działanie jako narzędzi bezinwazyjnej diagnostyki i terapii.

„Chcemy na przykład uzyskać wysoką wrażliwość i precyzję przy diagnozowaniu chorób z użyciem inżynierii bakterii”, mówi Lu. „Aby to osiągnąć, moglibyśmy zaprojektować bakterie tak, aby wykrywały liczne biomarkery, lecz odpowiadały tylko wtedy, kiedy wszystkie z nich będą obecne”.

Tom Ellis, lider Center for Synthetic Biology przy Imperial College London, który nie był zaangażowany w badania, mówi, że korzystają one z wielu najlepszych narzędzi, które zostały stworzone dla zastosowań biologii syntetycznej z bakteriami E. coli i przenosi je na zastosowania przy innej klasie powszechnych bakterii jelitowych.

„Wcześniej inni rozwijali narzędzia genetyczne czy biosensory u bakterii, które potem dopiero były umieszczane w organizmie, lecz ten artykuł wyróżnia się na ich tle, gdyż wykorzystuje szczep bakterii Bacteroides, najczęściej obecny w ludzkich jelitach”, mówi Ellis. Dodaje też, że badania pokazały dotychczas efektywność tego podejścia u myszy, a teraz czeka nas długa droga zanim będzie ono stosowane u ludzi.
„Artykuł otwiera drzwi na możliwość inżynierii komórek, które będą zamieszkiwać nasze jelita przez długi czas”, mówi. „Mogłyby one wykonywać zadania jak detekcja czy nawet synteza molekuł terapeutycznych w sytuacjach, gdy będą one potrzebne”.


Źródło:http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=40726.php


Tagi: chorba, bakteria, jelita, programowanie, sensor, pamiec
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Informacje dnia: Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo" Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo" Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo"

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Bioszkolenia Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje