Bacteria E.Coli este responsabilă pentru pneumonia virală, o boală care ucide în fiecare an, milioane de copii la nivel planetar. Pentru acest motiv, un grup de oameni de știință din Marea Britanie a demarat o serie de studii de laborator privind modificarea genetică a bacteriei E.Coli, pentru a o împiedica să mai transmită diverse tipuri de virus, printre care și cel pneumococic, responsabil de pneumonia virală la copii.

Acum, oamenii de știință au creat un genom sintetic pentru bacteria Bacteria ucigașă E.Coli a fost modificată genetic. Nu mai poate transmite alte boli grave prin legarea unor blocuri de ADN – iar noul genom rezultat a făcut microbul imun la infecția virală.

În cel mai recent studiu, echipa de cercetători a realizat o ultimă modificare a bacteriei E. coli prin eliminarea genelor care codifică două molecule specifice de ARNt – moleculele care citesc codonii și colectează toți aminoacizii corespunzători. Aceste ARNt ar recunoaște de obicei codonii TCG și TCA. Echipa a șters de asemenea gene pentru un așa-numit factor de eliberare care recunoaște în mod normal codonul de oprire TAG. Aceste schimbări au făcut ca noua tulpină bacteriană să fie invulnerabilă la viruși, a descoperit echipa.

„Înțelegerea noastră a codului genetic ne-a permis să lansăm ipoteza că virușii nu ar trebui să fie capabili să se infecteze și să se propage în bacteria E. coli modificat, iar acest lucru sa dovedit a fi adevărat”, a declarat primul autor Wesley Robertson, cercetător postdoctoral în biologie sintetică. la MRC Laboratory of Molecular Biology (MRC-LMB) din Marea Britanie.

Studierea codului genetic al bacteriilor rezistente la infecția virală ar putea fi utilă în dezvoltarea medicamentelor, deoarece acestea, precum insulina și unele ingrediente ale vaccinului sunt cultivate în bacterii, mai arată autorii în studiul lor .

Bacteria modificată genetic

Oamenii de știință au cultivat bacterii modificate genetic, pe care le-au infectat cu anumiți viruși, care într-un organism uman ar duce la boli extrem de grave. La final, aceste celule modificate genetic s-au dovedit rezistente în fața acestor viruși, în timp ce bacteriile E.Coli nemodificate genetic au murit și au permis virusurilor să se dezvolte în organismul gazdă.

Pentru a crea E. coli programabil, echipa a profitat de o ciudățenie în procesul de traducere a informațiilor genetice în proteine.

La fel ca ADN-ul uman, cromozomii E. coli conțin patru baze, adenină (A), timină (T), citozină (C) și guanină (G). Un set de trei baze – cum ar fi TCG sau AGC, de exemplu – este cunoscut sub numele de codon și fiecare codon corespunde unui aminoacid sau a unui bloc de proteine. În plus, unii codoni transmit celulei când trebuie să înceteze construirea unei proteine; acestea sunt denumite „stop codoni”.

Când o celulă are nevoie de o anumită proteină construită, o enzimă intră și copiază toți codonii relevanți pentru acea proteină și stochează acele informații într-o nouă moleculă numită ARN mesager (ARNm). ARNm este apoi expediat la fabrica de proteine ​​a celulei, ribozomul, unde o altă moleculă numită ARN de transfer (ARNt) citește aceste instrucțiuni copiate. ARNt preluează apoi toți aminoacizii necesari pentru a construi proteina dorită, până la codonul stop.

Se lucrează intens în laboratoarele genetice

Bazele ADN pot fi aranjate în 64 de codoni diferiți cu trei baze, dintre care trei sunt codoni stop. Acestea fiind spuse, celulele au de fapt doar 20 de aminoacizi cu care să lucreze, ceea ce înseamnă că mai mulți codoni diferiți codifică aceiași aminoacizi.

„Există această redundanță inerentă în codul genetic, unde există 64 de codoni, dar doar 20 de elemente de bază”, a spus Robertson.

Cercetătorii s-au întrebat dacă, prin înlocuirea codonilor redundanți cu „sinonimele” lor, ar putea apoi reatribui unii dintre acești codoni redundanți pentru a codifica noi aminoacizi fără a ucide celula.

Privind în viitor, oamenii de știință ar putea elimina și mai mulți codoni din genomul E. coli, eliberând și mai multe canale pentru construcția de proteine ​​de designer, a spus Robertson. Dar, deocamdată, trei canale deschise sunt probabil multe pentru a lucra, a spus el. „Avem nevoie de șapte canale deschise? Sau sunt suficiente trei canale deschise pentru a extinde cu adevărat ceea ce putem face, în ceea ce privește furnizarea de noi aplicații?” el a spus. „Este benefic să te concentrezi doar pe aplicații acum”.