Отзыв Эмили Хендерсон, бакалавр наук 13 июля 2020

Ученые разработали новую вычислительную технику, которая может быть использована для повышения эффективности бактерий, используемых в биотехнологических применениях.

Опубликовав свои выводы в журнале Nature Chemical Biology ученые из Университета Суррея и Национального университета Мексики разработали новую вычислительную технику, ReProMin, для идентификации процессов, которые экспрессируют несущественные гены в бактериальные клетки. Идентификация этих несущественных генов позволит ученым удалить их, экономя энергию внутри клетки. Это позволит клетке распределять ресурсы для других внутренних функций, которые могут быть использованы при производстве лекарств, таких как инсулин или антибиотики, или в синтезе экологически чистого биотоплива и биопластика.

Ученые, использующие ReProMin, который объединяет существующие данные о белках, экспрессируемых микроорганизмами, с регуляторными сетевыми взаимодействиями и наблюдениями за генами, смогли идентифицировать несущественные гены в пределах Escherichia coli ( E .coli ) бактериальная модель и сеть регуляторных элементов, контролирующих их экспрессию.

С помощью этой информации ученые смогли классифицировать и избирательно удалять гены, кодирующие факторы транскрипции (белки, которые контролируют точный поток генетической информации от ДНК к РНК в клетке), предотвращая их нормальную работу, но позволяя им увеличить синтез представляющих интерес молекул.

В E. Коли модели, ученые смогли уменьшить неиспользованные белки на 0,5 процента с помощью только трех мутаций. Было обнаружено, что вновь разработанные штаммы этих бактерий обладают повышенной способностью к производству белка и виолацеина (естественного пигмента с антибиотическими и противоопухолевыми свойствами).

Доктор Хосе Хименес, старший преподаватель кафедры синтетической биологии в Университете Суррея, сказал: «Бактерии являются важным компонентом в производстве молекул, представляющих интерес, включая терапевтические белки, вакцины и антибиотики. Этот новый вычислительный метод позволит бактериальным клеткам отвлекать энергию от несущественной транскрипции генов до более полезных функций, которые мы можем использовать для разработки лекарств, которые теперь можно производить более эффективно и с меньшими затратами, следуя нашему новому протоколу. "

Этот метод является большим прогрессом в рациональном проектировании заводов микробных клеток. Используя ReProMin, мы можем предсказать, какие модификации повысят производственную мощность ячейки. Этот рациональный подход экономит много времени по сравнению с методом проб и ошибок и должен оказать большую помощь в оптимизации биотехнологического производства устойчивых химических веществ, фармацевтических препаратов, пищевых добавок и многих других полезных соединений. "

Д-р Хосе Утрилья, доцент Центра геномных наук Национального университета Мексики