Учените препрограмират микроби в стремежа си да създадат нови материали

Учените преодоляха „ еволюционната невъзможност “ посредством генно инженерство на микроби с капацитета да разработят необятна гама от нови артикули от медикаменти до перилни препарати и домашен пластмаси.

Изследователите от лабораторията по молекулярна биология на Съвета за медицински проучвания в Кеймбридж са употребявали химически градивни детайли, които не се срещат в генетичния код на живите организми, с цел да препрограмират бактериалните кафези в дребни заводи със способността да синтезират нови субстанции.

Работата е най-новото достижение в региона на синтетичната биология, в която се употребяват технологии от изкуствен интелект до редактиране на гени, с цел да се изследва развиването на нови материали.

„ Никой до момента не е успявал да направи тези типове молекули и да промени тяхната поредност по метода, по който ние можем “, сподели Джейсън Чин, началник на плана, който чака най-голямото комерсиално приложение да бъде в фармацевтични артикули в близко бъдеще. „ Сега ще има фаза на разкриване, която се основава на съществуването на тази технология – и на това да забележим какво може да реализира. “

Идеята за по този начин наречените молекулярни заводи употребява главната машина за поддържане на живота, в която клетките непрекъснато създава биохимични артикули. Изследването пренасочва непотребните елементи от генетичния код, с цел да инструктира клетката да синтезира нови материали, като в същото време й разрешава да създава всички протеини, от които се нуждае, с цел да живее.

Последното проучване, оповестено в Nature в сряда, се основава на по-ранна работа на групата на Чин, с цел да излезе от това, което вестникът назовава „ еволюционна задънена улица “.

Преди това функционалността на основаните микроби беше лимитирана, тъй като тяхната ДНК можеше да бъде препрограмирана единствено за произвеждане на дребен брой аминокиселини – градивните детайли на протеините.

Всички естествени протеини са построен от единици, наречени алфа-L-аминокиселини. Пробивът на екипа беше да сътвори елементарния чревен бацил E.coli, тъй че неговите гени да създадат други „ неканонични “ градивни детайли като бета-аминокиселини и бета-хидрокси киселини, които биха могли да подтикват развиването на необятна гама от нови полимери.

Полимерите, които са формирани от вериги от сходни химически градивни детайли, включват необятно употребявани материали като поливинилхлорид, тефлон и кевлар, както и биологични молекули и ензими.

Технологията също има забележителен дълготраен капацитет за произвеждане на нови субстанции в мащаб за медикаменти като антибиотици, споделиха учени.

Работата на групата от Кеймбридж стартира да „ отваря врата към съвсем безкрайно препрограмиране в биологията “, сподели Бен Дейвис, професор по химическа биология в Оксфордския университет.

„ Моето мощно чувство е, че това е единствено върхът на айсберга на това, което те ще открият “, добави Дейвис, който не взе участие в проучването.

Съветът за медицински проучвания е подал поръчка за патент въз основа на най-новата работа. Лицензополучателят евентуално ще бъде Constructive Bio, LMB spinout, учреден през 2022 година с начално финансиране от $15 милиона за комерсиализиране на проучванията на екипа на Чин.