Версия для слабовидящих
Редактирование генов уничтожит устойчивые к антибиотикам бактерии Печать Email
Новости науки
26.09.2014

С помощью самых современных методов генной инженерии учёные разработали новый тип противобактериальной терапии. Специальный молекулярный комплекс ищет гены резистентности бактерий и уничтожает только опасные микроорганизмы.

Человеческое тело является домом для множества микроорганизмов, которые населяют его с древнейших времён и участвуют во многих физиологических процессах. Однако наряду с полезной микрофлорой наш организм постоянно подвергается атакам болезнетворных бактерий, способных вызывать опасные заболевания.

С тех пор, как в 1928 году Александр Флеминг открыл антибактерицидное действие пенициллина, антибиотики являются основным средством борьбы с патогенными микроорганизмами. Однако у таких препаратов имеется существенный недостаток — они не разделяют бактерии на хороших и плохих, убивая всех без разбора.

Из-за этого снижается иммунитет организма и возникает риск новых заболеваний. К тому же бактерии способны вырабатывать устойчивость к антибиотикам. Такие штаммы нередко вызывают крупные эпидемии и уносят тысячи жизней (так, в России сейчас распространяется устойчивый к антибиотикам туберкулёз).

Большинство антибиотиков блокируют жизненно важные функции микроорганизмов, например, деление или синтез белков. Но некоторые формы, в том числе метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA) и карбапен-устойчивые энтеробактерии(CRE), эволюционировали так, что практически не замечают существующие препараты.

"Это довольно ответственный момент, когда можно использовать все меньше и меньше новых антибиотиков, но при этом появляется все больше устойчивых бактерий, — говорит Тимоти Лю (Timothy Lu) из Массачусетского технологического института. — Мы были заинтересованы в поиске новых способов борьбы с резистентными организмами, и новое исследование предлагает две различные стратегии".

Комплекс CRISPR (1) с помощью бактериофага (2) проникает в клетку бактерии, где ищет специфический ген. Затем специальный белок либо режет несущую ген плазмиду (3), либо разрезает хромосомную ДНК (4), что приводит к гибели микроорганизма (иллюстрация ).

Лю и его коллеги создали молекулярного охотника, способного целенаправленно действовать против целого ряда штаммов болезнетворных микробов. В основе разработки лежит технология редактирования генов с помощью коротких нуклеотидных последовательностей, известных как CRISPR. С их помощью можно найти строго определённый ген бактерии и разрезать ДНК в соответствующем месте, что неизбежно вызывает гибель клетки.

CRISPR был впервые обнаружен биологами, которые изучали механизм защиты бактерий от своих злейших врагов — вирусов-бактериофагов. Оказалось, что один из белков под названием Cas9 способен разрезать молекулу РНК. Для этого он связывается с короткими нуклеотидными нитями, указывающими ему, в каком именно месте совершить разрез. Бактерии хранят в своём геноме много таких фрагментов, каждый из которых соответствует определённому специфичному участку РНК тех вирусов, с которыми сражались предыдущие поколения этих микроорганизмов.

Теперь учёные используют орудие микробов против них самих. Лю и его коллеги настроили систему CRISPR на поиск гена, кодирующего фермент NDM-1, который обеспечивает устойчивость ко многим видам бета-лактамных антибиотиков. Как правило, эти гены находятся в плазмидах — кольцевых ДНК, которые расположены отдельно от основного генома микроорганизма для быстрого распространения внутри популяции.

Молекулярный комплекс проникает в клетки бактерий и либо уничтожает плазмиду, несущую советующий ген, что делает клетку беззащитной перед антибиотиками, либо, в случае если ген заключен в основном геноме, разрезает хромосомную ДНК и тем самым убивает организм. Таким образом исследователям удалось уничтожить 99% бактерий, вырабатывающих фермент NDM-1.

Воодушевлённые успехом учёные опробовали систему против другого гена SHV-18, мутации в котором обеспечивают устойчивость к антибиотикам и вирулентность патогенных форм кишечной палочки, и снова добились обнадёживающего результата.

Для доставки "убийцы" в клетку авторы статьи, опубликованной в издании Nature Biotechnology, использовали специальные инженерные бактерии, которые несли гены, кодирующие необходимые CRISPR на своих плазмидах, или модифицированные вирусы-бактериофаги, которые вставляли соответствующие гены в геном микроорганизма.

В настоящее время технология проходит испытание на мышах. Но, по словам учёных, уже сейчас понятно, что, в конечном счёте, система CRISPR может быть использована для лечения инфекций и удаления нежелательных бактерий из организма человека.

Также по теме:
"Супербактерии" потерпели первое поражение от генных инженеров
У устойчивых к антибиотикам бактерий нашли ахиллесову пяту
Редактирование генов стволовых клеток поможет излечить ВИЧ
Ферменты помогли генетикам изменить ДНК
Редактирование ДНК впервые помогло излечить болезнь печени
Технология редактирования генов выходит из лаборатории в промышленность
В Китае на свет появились первые в мире генетически модифицированные обезьяны

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=1997442

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта