新的基因工程工具Evades細(xì)菌限制-修飾系統(tǒng)
近發(fā)表的一篇PNAS論文描述了一種通過(guò)使人造DNA對(duì)細(xì)菌的防御不可見而對(duì)細(xì)菌進(jìn)行基因工程的新技術(shù)。據(jù)Forsyth研究所的研究人員稱,這種方法幾乎可以應(yīng)用于任何類型的細(xì)菌。
當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞檢測(cè)到它已被外來(lái)DNA穿透時(shí),它會(huì)迅速摧毀侵入者。細(xì)菌一直受到病毒攻擊的威脅,因此它們已經(jīng)開發(fā)出非常有效的防御措施來(lái)抵御這些威脅。問(wèn)題的主要作者克里斯托弗約翰斯頓解釋說(shuō),當(dāng)科學(xué)家想要將人造DNA放入細(xì)菌中時(shí),他們就會(huì)面對(duì)完全相同的防御系統(tǒng),以保護(hù)細(xì)菌免受病毒侵害。
為了克服這個(gè)障礙,科學(xué)家們添加了特定的修改來(lái)掩蓋人造DNA并誘使細(xì)菌認(rèn)為入侵者是其自身DNA的一部分。這種方法有時(shí)可行但可能需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間和資源。
“想象一下像干船塢中的敵人潛艇這樣的細(xì)菌,以及作為你的士兵的人造遺傳工具,需要進(jìn)入潛艇進(jìn)行特定的任務(wù)。目前的做法就像將間諜偽裝成敵人一樣士兵,讓他們走到每個(gè)門口,允許警衛(wèi)檢查他們的憑據(jù),如果一切順利,他們就在,“約翰斯頓說(shuō)。“我們的方法是讓那名士兵看不見,讓他們直接穿過(guò)大門,完全躲避守衛(wèi)。”約翰斯頓的策略是不同的。他沒有在人造DNA中加入偽裝,而是刪除了一種稱為基序的基因序列的特定成分。細(xì)菌防御系統(tǒng)需要這個(gè)主題來(lái)識(shí)別外來(lái)DNA并進(jìn)行有效的反擊。通過(guò)去除基序,人造DNA變得對(duì)細(xì)菌的防御系統(tǒng)基本上是不可見的。
這種新方法比現(xiàn)有技術(shù)需要更少的時(shí)間和更少的資源。在這項(xiàng)研究中,約翰斯頓使用金黃色葡萄球菌作為模型,但他開發(fā)的潛在策略可以用于潛行這些主要的防御系統(tǒng),這些系統(tǒng)存在于當(dāng)今已知的80%至90%的細(xì)菌中。
這種新的基因工程工具為以前未經(jīng)過(guò)充分研究的細(xì)菌研究開辟了可能性。約翰斯頓解釋說(shuō),由于科學(xué)家的時(shí)間和資源有限,他們傾向于使用已經(jīng)被破壞的細(xì)菌。使用這種新工具,解決細(xì)菌DNA的主要障礙已經(jīng)解決,研究人員可以使用該方法設(shè)計(jì)更多臨床相關(guān)細(xì)菌。
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