Tutkijat suunnittelevat bakteereja, jotka voivat havaita kasvaimen DNA:ta

12. elokuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Kalifornian yliopiston San Diegon tutkijat ja heidän kollegansa Australiassa ovat kehittäneet bakteereja, jotka voivat havaita kasvain-DNA:n esiintymisen elävässä organismissa. Heidän innovaationsa, joka havaitsi syövän hiirten paksusuolessa, voisi tasoittaa tietä uusille biosensoreille, jotka pystyvät tunnistamaan erilaisia ​​infektioita, syöpiä ja muita sairauksia. Edistystä kuvataan lehdessä tiede ("Tehdyt bakteerit havaitsevat kasvaimen DNA:n"). Bakteerit on aiemmin suunniteltu suorittamaan erilaisia ​​diagnostisia ja terapeuttisia toimintoja, mutta niiltä puuttui kyky tunnistaa tiettyjä DNA-sekvenssejä ja mutaatioita solujen ulkopuolella. Uusi "Cellular Assay for Targeted CRISPR-discriminated Horizontal Gene Transfer" eli "CATCH" on suunniteltu tekemään juuri tämä. "Kun aloitimme tämän projektin neljä vuotta sitten, emme olleet edes varmoja siitä, oliko bakteerien käyttäminen nisäkkään DNA:n anturina edes mahdollista", sanoi tiederyhmän johtaja Jeff Hasty, professori UC San Diego School of Biological Sciencesista. Jacobsin tekniikan korkeakoulu. "Ruoansulatuskanavan syöpien ja esisyöpäleesioiden havaitseminen on houkutteleva kliininen mahdollisuus soveltaa tätä keksintöä." Kasvainten tiedetään hajoavan tai vuotavan DNA:taan niitä ympäröiviin ympäristöihin. Monet tekniikat voivat analysoida puhdistettua DNA:ta laboratoriossa, mutta ne eivät pysty havaitsemaan DNA:ta, missä se vapautuu. CATCH-strategian mukaisesti tutkijat suunnittelivat bakteereja CRISPR-tekniikalla testaamaan vapaasti kelluvia DNA-sekvenssejä genomisella tasolla ja vertaamaan näitä näytteitä ennalta määrättyihin syöpäsekvensseihin.

[Upotetun sisällön]

CATCH-teknologia suunnittelee solut havaitsemaan ja erottamaan soluvapaata DNA:ta. Tämä voi olla arvokasta kliinisissä (syöpä ja infektiot) ja kaupallisissa (ekologia, teolliset sovellukset – missä ja milloin tahansa, DNA:n havaitseminen on arvokasta). "Monet bakteerit voivat ottaa DNA:ta ympäristöstään, tämä taito tunnetaan luonnollisena osaamisena", sanoi Rob Cooper, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja ja tutkija UC San Diegon synteettisen biologian instituutista. Hasty, Cooper ja australialainen lääkäri Dan Worthley kehittivät yhdessä ajatusta luonnollisesta osaamisesta bakteereihin ja paksusuolensyöpään, joka on kolmanneksi yleisin syöpään liittyvien kuolemien syy Yhdysvalloissa. He alkoivat muotoilla mahdollisuutta kehittää bakteereja, jotka ovat jo yleisiä paksusuolessa, uusina biosensoreina, joita voitaisiin käyttää suoliston sisällä havaitsemaan paksusuolen kasvaimista vapautuvaa DNA:ta. He keskittyivät Acinetobacter baylyi, bakteeri, jossa Cooper tunnisti elementit, jotka ovat välttämättömiä sekä DNA:n ottamiseksi että CRISPR:n avulla sen analysoimiseksi. "Tieden, että soluton DNA voidaan mobilisoida signaalina tai syötteenä, ryhdyimme suunnittelemaan bakteereja, jotka reagoisivat kasvain-DNA:han taudin havaitsemishetkellä ja -paikalla", sanoi Worthley, gastroenterologi ja syöpätutkija. Kolonoskopiaklinikka Brisbanessa, Australiassa. Tutkijat suunnittelivat, rakensivat ja testasivat yhteistyössä australialaisten kollegoidensa Susan Woodsin ja Josephine Wrightin kanssa Acinetobacter baylyi anturi DNA:n tunnistamiseksi KRAS-geenistä, joka on mutatoitu monissa syövissä. He ohjelmoivat bakteerin CRISPR-järjestelmällä, joka oli suunniteltu erottamaan mutantti normaaleista (mutatoitumattomista) KRAS-kopioista. Tämä tarkoittaa, että vain bakteerit, jotka olivat omaksuneet KRAS:n mutanttimuotoja, kuten esimerkiksi syöpää edeltävistä polyypeista ja syövistä, selviäisivät antamaan signaalin tai reagoimaan siihen. Kuten astiassa näkyy, Acinetobacter baylyi (vihreät) bakteerit ympäröivät paksusuolen syöpäsoluja. (Kuva: Josephine Wright) Uusi tutkimus perustuu aikaisempiin ideoihin liittyen horisontaaliseen geeninsiirtoon, tekniikkaan, jota organismit käyttävät siirtääkseen geneettistä materiaalia keskenään tavalla, joka eroaa perinteisestä vanhemmalta jälkeläiselle tapahtuvasta geneettisestä perinnöstä. Vaikka horisontaalinen geeninsiirto on laajalti tunnettu bakteereista bakteereihin, tutkijat saavuttivat tavoitteensa soveltaa tätä käsitettä nisäkäskasvaimista ja ihmissoluista bakteereihin. "Oli uskomatonta, kun näin bakteerit, jotka olivat ottaneet kasvain-DNA:n mikroskoopin alla. Hiiret, joilla oli kasvaimia, kasvattivat vihreitä bakteeripesäkkeitä, jotka olivat saaneet kyvyn kasvaa antibioottimaljoilla", Wright sanoi. Tutkijat mukauttavat nyt bakteeribiosensoristrategiaansa uusilla piireillä ja erityyppisillä bakteereilla ihmisten syöpien ja infektioiden havaitsemiseksi ja hoitamiseksi. "On niin paljon potentiaalia kehittää bakteereja estämään paksusuolen syöpää, kasvainta, joka on upotettu bakteerivirtaan, mikä voi auttaa tai estää sen etenemistä", Woods sanoi. Columbian yliopiston apulaisprofessori Siddhartha Mukherjee, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, totesi, että tulevaisuudessa "sairauksia hoidetaan ja ehkäistään soluilla, ei pillereillä. Elävä bakteeri, joka pystyy havaitsemaan DNA:n suolistossa, on mahtava tilaisuus toimia vartijana, joka etsii ja tuhoaa maha-suolikanavan ja monia muita syöpiä." Vaikka uusi keksintö vaatii lisäkehitystä ja jalostusta, UC San Diegon synteettisen biologian tiimi jatkaa edistyneen biosensoristrategian optimointia, sanoi Hasty, jolla on yhteyksiä UC San Diegon molekyylibiologian laitokseen, Shu Chien-Gene Layn biotekniikan osastoon ja Synteettisen biologian instituutti. "On tulevaisuus, jossa kenenkään ei tarvitse kuolla paksusuolen syöpään", Worthley uskoo. "Toivomme, että tästä työstä on hyötyä bioinsinööreille, tutkijoille ja tulevaisuudessa kliinikoille tämän tavoitteen saavuttamiseksi."

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. Autot / sähköautot, hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• ChartPrime. Nosta kaupankäyntipeliäsi ChartPrimen avulla. Pääsy tästä.
• BlockOffsets. Ympäristövastuun omistuksen nykyaikaistaminen. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63498.php