Биологи научились использовать вирусы для ускорения искусственной эволюции — Naked Science
4 минуты
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.
16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

10 часов назад
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Вчера, 11:45
37 минут
Александр Березин

Витамины и минералы считают «хорошими» пищевыми добавками, а нитраты и нитриты натрия вместе с тартразином – «плохими». На самом деле, первые далеко не так полезны, а вторые не столь сильно вредны, как кажется. Наиболее же опасными из пищевых добавок следует считать так называемые непрямые. Рассмотрим подробнее: чего лучше избегать, а на что не стоит обращать особого внимания.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: