Биологи научились использовать вирусы для ускорения искусственной эволюции — Naked Science
Сергей Васильев

Биологи научились использовать вирусы для ускорения искусственной эволюции

Новый метод «вирусной эволюции» ускоряет направленную эволюцию клеток, упрощая создание новых лекарств.

virus0
©Wikipedia

Эволюция — движущая сила жизни, и, как всякую силу, ее можно поставить на службу человеку. В естественных условиях давление среды и отбор заставляют организмы вырабатывать новые адаптации, чтобы выжить и размножиться. Используя такой подход в лаборатории, биологи называют его «направленной эволюцией». Он уже позволяет получать микробы и клетки, гены и белки с нужными свойствами, а в 2018 году пионеры этой методики были удостоены Нобелевской премии по химии.

 

Однако даже направленная эволюция требует времени и множества поколений, затрудняя применение этого многообещающего метода. Ускорить процесс обещает новая методика VEGAS (Viral Evolution of Genetically Actuating Sequences, «Вирусная эволюция для генетической стимуляции последовательностей»), предложенная учеными из Университета Северной Каролины. Статья Брайана Рота (Bryan Roth) и его соавторов опубликована в журнале Cell.

 

Ключевым нововведением технологии стало применение вируса лихорадки Синдбис, отличающегося высокой изменчивостью и способностью заражать клетки млекопитающих. Модифицированные вирусные частицы не несут опасных генов, зато ученые добавили к ним гены, позволяющие выполнять нужную операцию внутри клетки-хозяина. Такие вирусы могут направленно встраиваться в определенные участки ДНК и создавать в них «горячие» точки особенно высокой изменчивости. Остается создать давление отбора, и соответствующий ген начинает эволюционировать на порядки быстрее.

 

Для демонстрации VEGAS в деле авторы провели несколько экспериментов. В частности, они заставили клетки выработать новую форму тетрациклин-контролируемого фактора активации (tTA). Этот белок служит обычной целью тетрациклина, доксициклина и родственных им антибиотиков, однако после применения VEGAS в нем всего за неделю появились 22 новые мутации, сделавшие tTA невосприимчивым к этим препаратам. Для сравнения, традиционные методы направленной эволюции потребовали для этого больше четырех месяцев и позволили получить белок всего с двумя мутациями и лишь частично устойчивый к антибиотикам.

 

Возможно, в будущем VEGAS станет важным элементом создания новых лекарств, прививок и вакцин. Сегодня этот процесс растягивается на годы, но с ускоренной «вирусной эволюцией» может резко сократиться по времени.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 21:44
Василий Парфенов

Винтокрылый дрон Ingenuity продолжает демонстрировать свою исключительную пользу в качестве инструмента для изучения Марса. Он совершил уже десятый полет, преодолев в сумме 1838 метров, а также разогнался до рекордной скорости и поднялся на впечатляющую высоту.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: