Исследователи демонстрируют производство вирусных частей в искусственных клетках

Исследование показывает, как двойное ДНК-кодирование может помочь улучшить диагностику грибковых инфекций

Ученые, которые ищут лучшие диагностические тесты, лекарства или вакцины против вируса, должны начать с расшифровки структуры этого вируса. И когда рассматриваемый вирус является высокопатогенным, его исследование, тестирование или разработка могут быть довольно опасными. Профессор Рой Бар-Зив, штатный ученый доктор Ширли Шульман Даубе, доктор Охад Воншак, бывший студент-исследователь лаборатории Бар-Зива, и нынешний студент-исследователь Ифтак Дивон имеют оригинальное решение этой проблемы. Они продемонстрировали производство вирусных частей в искусственных клетках.

Ячейки представляют собой отсеки микрометрового размера, выгравированные в кремниевом чипе. Внизу каждого отсека ученые прикрепляли нити ДНК, плотно упаковывая их. Края искусственных клеток были покрыты рецепторами, которые могут захватывать белки, вырабатываемые в клетках. Начнем с того, что ученые наводнили свои клетки всем необходимым для производства белков – молекулами и ферментами, необходимыми для считывания информации ДНК и ее преобразования в белки. Затем, без какого-либо вмешательства человека, рецепторный коврик захватил один из белков, вырабатываемых в донных клетках, а остальные вирусные белки связывались друг с другом, создавая структуры, которые ученые ранее «запрограммировали» в систему. В этом случае они создали несколько небольших частей вируса, который заражает бактерии (бактериофаг).

Мы обнаружили, что можем управлять процессом сборки – как эффективностью, так и конечными продуктами – с помощью конструкции искусственных ячеек. Это включало геометрическую структуру клеток, а также расположение и организацию генов. Все они определяют, какие белки будут производиться и, в конечном итоге, что будет сделано из этих белков после их сборки. "

проф. Рой Бар-Зив

Воншак добавляет: «Поскольку это миниатюрные искусственные элементы, мы можем разместить множество из них на одном чипе. Мы можем изменить конструкцию различных элементов, чтобы различные задачи выполнялись в разных местах на одном чипе. «

Особенности системы, разработанной в Институте Вейцмана, включая способность производить разные небольшие части одного вируса одновременно, могут дать ученым во всем мире новый инструмент для оценки тестов, лекарств и вакцин против этого вируса. Дивон добавляет: «И поскольку искусственные части – даже если они точно воспроизводят части вируса – не включают использование настоящих вирусов, они будут особенно безопасны от начала до конца». «Другим возможным применением, – говорит Шульман Даубе, – может быть разработка чипа, который мог бы быстро и эффективно проводить тысячи медицинских тестов одновременно».

В этом исследовании приняли участие Стефани Фёрсте, доктор София Рудорф и профессор Рейнхард Липовски из Института коллоидов и взаимодействий Макса Планка в Потсдаме, Германия, а также Дэвид Гаренн и профессор Винсент Нуаро из Университета Миннесоты. Исследование было опубликовано сегодня в Nature Nanotechnology .

Источник:

Научный институт им. Вейцмана

Source link