研究者は腫瘍 DNA を検出できる細菌を操作する

12年2023月XNUMX日（Nanowerkニュース) 技術的に進歩した生物学的センサーの新たな章に突入するため、カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者とオーストラリアの同僚たちは、生きた生物体内の腫瘍 DNA の存在を検出できる細菌を開発しました。マウスの結腸のがんを検出した彼らのイノベーションは、さまざまな感染症、がん、その他の疾患を識別できる新しいバイオセンサーへの道を開く可能性があります。進歩はジャーナルに記載されています 科学 (「遺伝子操作された細菌が腫瘍 DNA を検出する」）。細菌はこれまで、さまざまな診断および治療機能を実行するように設計されてきましたが、細胞外の特定の DNA 配列や変異を識別する能力が欠けていました。新しい「標的CRISPR識別水平遺伝子導入細胞アッセイ」（「CATCH」）は、まさにそれを行うために設計された。 「4年前にこのプロジェクトを開始したとき、細菌を哺乳類のDNAのセンサーとして使用することが可能かどうかさえわかりませんでした」と科学チームのリーダーでカリフォルニア大学サンディエゴ校生物科学部の教授であるジェフ・ヘイスティ氏は語る。ジェイコブズ工学院。 「胃腸癌および前癌病変の検出は、本発明を応用する魅力的な臨床機会です。」腫瘍は、その DNA を周囲の環境に分散または放出することが知られています。多くのテクノロジーは研究室で精製された DNA を分析できますが、放出された DNA を検出することはできません。 CATCH戦略のもと、研究者らはCRISPR技術を利用して細菌を操作し、浮遊DNA配列をゲノムレベルで検査し、それらのサンプルをあらかじめ決められたがん配列と比較した。

[埋め込まれたコンテンツ]

CATCH テクノロジーは細胞を操作して、無細胞 DNA を検出および識別します。これは、臨床 (がんや感染症) および商業 (生態学、産業) 用途で価値がある可能性があります。いつでもどこでも、DNA の検出は価値があります。 「多くの細菌は環境から DNA を取り込むことができます。これは自然な能力として知られる能力です」と、この研究の共同筆頭著者であり、カリフォルニア大学サンディエゴ校合成生物学研究所の科学者であるロブ・クーパー氏は述べた。ヘイスティ氏、クーパー氏、オーストラリア人医師のダン・ワースリー氏は、細菌と、米国のがん関連死亡原因の第 3 位である結腸直腸がんに関連した自然な能力というアイデアについて共同研究した。彼らは、結腸直腸腫瘍から放出される DNA を検出するために腸内に展開できる新しいバイオセンサーとして、結腸内ですでに蔓延している細菌を操作する可能性を定式化し始めました。彼らが焦点を当てたのは、 アシネトバクター・ベイリィ、クーパーが DNA の取り込みと CRISPR を使用した DNA の分析の両方に必要な要素を特定した細菌です。 「無細胞 DNA が信号または入力として動員される可能性があることを知って、私たちは病気が検出された時と場所で腫瘍 DNA に反応する細菌を操作することに着手しました」と消化器内科医で癌研究者のワースリー氏は述べた。オーストラリアのブリスベンにある大腸内視鏡検査クリニック。研究者たちはオーストラリア人の同僚であるスーザン・ウッズ氏とジョセフィン・ライト氏と協力して、設計、構築、テストを行いました。 アシネトバクター・ベイリィ 多くの癌で変異している遺伝子であるKRASからDNAを識別するためのセンサーとして。彼らは、KRASの変異体と正常な(変異していない)コピーを区別するように設計されたCRISPRシステムを用いて細菌をプログラムした。これは、例えば、前がん性ポリープやがんに見られるような、KRAS の変異型を取り込んだ細菌だけが、病気のシグナルを発したり、病気に反応したりするために生き残ることを意味します。 皿に見られるように、アシネトバクター ベイリー (緑色) 細菌が結腸直腸癌細胞の塊を取り囲んでいます。 (画像: Josephine Wright) この新しい研究は、従来の親から子孫への遺伝継承とは異なる方法で、生物が遺伝物質を相互に移動させるために使用する技術である水平遺伝子伝達に関連する以前のアイデアに基づいています。遺伝子の水平伝達は細菌から細菌へ広く知られていますが、研究者らはこの概念を哺乳動物の腫瘍やヒトの細胞から細菌へ適用するという目標を達成しました。 「腫瘍の DNA を取り込んだ細菌を顕微鏡で見たときは信じられないほどでした。腫瘍のあるマウスは、抗生物質プレート上で増殖する能力を獲得した緑色の細菌コロニーを増殖させた」とライト氏は述べた。研究者らは現在、ヒトのがんや感染症の検出と治療に向けて、新しい回路とさまざまな種類の細菌を使った細菌バイオセンサー戦略を適応させている。 「結腸直腸がんは細菌の流れに浸かっている腫瘍であり、その進行を助けたり妨げたりする可能性があるので、細菌を操作して予防する可能性は非常に高いです」とウッズ氏は述べた。この研究には関与していないコロンビア大学のシッダールタ・ムカルジー准教授は、将来的には「病気は錠剤ではなく細胞によって治療され、予防されるようになるだろう」と述べた。腸内の DNA を検出できる生きた細菌は、胃腸や他の多くのがんを探し出して破壊する番兵として機能する絶好の機会となります。」新しい発明にはさらなる開発と改良が必要だが、カリフォルニア大学サンディエゴ校の合成生物学チームは先進的なバイオセンサー戦略の最適化を続けている、とカリフォルニア大学サンディエゴ校分子生物学科、シュー・チェン・ジーン・レイ生物工学科、合成生物学研究所。 「誰も結腸直腸がんで亡くなる必要のない未来が来る」とワースリー氏は信じている。 「この研究が、この目標を追求する生物工学者、科学者、そして将来的には臨床医にとって役立つことを願っています。」

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
• プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンESG。 自動車/EV、 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
• チャートプライム。 ChartPrime でトレーディング ゲームをレベルアップしましょう。 こちらからアクセスしてください。
• ブロックオフセット。 環境オフセット所有権の近代化。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63498.php