Прошлые упрочнения в Университете Wyss Гарварда Биологически Вдохновленной Разработки во главе с Главными Преподавателями Памелой Сильвер и Джеймсом Коллинзом создали, «убивают выключатели» у бактерий, каковые заставляют их делать суицид в лабораторных условиях, в то время, в то время, когда они больше не требуются. «Мы должны были забрать отечественную прошедшую работу позже и развиваться, убивают выключатели, каковые стабильны в конечном счете и также были бы необходимы в настоящих заявлениях», сказала Сильвер, которая имеется также профессор Эллиота Т. и Они Х. Адамса Биохимии и Системной биологии в Harvard Medical School (HMS). Ее исследовательская пара на данный момент информирует в Молекулярной Клетке о двух новых типах выключателей убийства, каковые обращаются к этим проблемам. Новые выключатели убийства свободны и очень стабильны в бактериальном населении, которое начинается, и они длятся по многим поколениям. Они смогут снабжать, чтобы только бактерии с неповрежденными синтетическими генными схемами выжили или ограничили бактерии целевой окружающей средой в 37°C (температура тела), побуждая их умереть при более низких температурах, как продемонстрировано в течении бактериального выхода из кишечного тракта мыши.
Для первого типа выключателя убийства, «Essentializer», команда Серебра усилила их ранее спроектированный «элемент памяти», что разрешает E. coli бактерии помнить столкновение с определенным стимулом в их среде. Элемент памяти, полученный из передающего бактерии вируса, назвал лямбду бактериофага, или остается негромким или информирует о происхождении сигнала, неизменно включив видимый трансген репортера, что смогут проследить ученые.
Сигнал вероятно любой молекулой, например, подстрекательским цитокином в пищеварительном тракте или токсином в окружающей среде.В их недавнем изучении команда создала путь, что гарантирует, что элемент памяти не потерян от генома в течении эволюции бактериального населения больше чем по ста поколениям. В течение того времени геномы отдельных бактерий берут случайные мутации, каковые также имели возможность вероятно произойти в элементе памяти, стёрши с лица земли его по их следу.
Исследователи ввели Essentializer как отдельный элемент в другом размещении в геноме бактерии. До тех пор до тех пор пока элемент памяти остается неповрежденным, любой из двух факторов бактериофага, каковые руководят его функцией, также запрещает выражение гена токсина, закодированного Essentializer. Но ген токсина остается «пара прохудившимся», все еще создавая остаточные количества токсина, что может убить клетку.
Чтобы держать те остаточные уровни токсина в страхе, исследователи включали второй ген в личный выключатель убийства, что создаёт низкие уровни антитоксина, что может нейтрализовать мелкие количества токсина.«Связывая функцию элемента памяти к тому из Essentializer, мы в основном связываем выживание E. coli бактерии к присутствию элемента памяти. Удаление элемента памяти от бактериального генома, что также ликвидирует два подавляющих токсин фактора фага, безотлагательно приводит в действие выключатель убийства, чтобы произвести большое количество токсина, которое сокрушает антитоксин и ликвидирует затронутые бактерии из населения», сказал первый финн автора Стерлинг, Аспирант, трудящийся с Серебром. «Чтобы создать эту сложную совокупность сдержек и противовесов, мы также удостоверились, что сами выключатели убийства остались целиком и полностью неповрежденными, что имеется важной предпосылкой для будущих заявлений; мы удостоверились в надежности, что они были все еще функциональны приблизительно по окончании 140 клеточных делений».Вторые частично убивают выключатель, что именует команда, «Криосмерть» в состоянии сократить бактерии определенным диапазоном температур, используя ту же самую комбинацию токсина/антитоксина, но регулируя его по-второму.
В то время как снова, низкие уровни антитоксина были произведены, ген токсина был связан с регулирующей последовательностью, которая присуждает холодную чувствительность. Изменение бактерий от 37°C, где они, как предполагается, процветают, к 22°C, мощно приведённое к выражению токсина и убили бактерии.
В неповторимых опытах доказательства понятия команда продемонстрировала полноценность Криосмерти в естественных условиях. По окончании представления E. coli напряжение, содержащее выключатель убийства в мышей, только 1 из 100 000 бактерий была жизнеспособна в фекальных примерах. «Этот прогресс приносит нам значительно ближе к настоящим применениям искусственно спроектированных микробов в людской теле или окружающей среде.
Мы на данный момент трудимся к комбинациям выключателей убийства, каковые смогут ответить на различные экологические стимулы, чтобы обеспечить еще более тяжёлый контроль», сказало Серебро.«Это изучение показывает, как отечественные команды усиливают синтетическую биологию не только микробам перепрограммы, чтобы создать живущие клеточные устройства, каковые смогут выполнить необходимые функции для медицины и экологического исправления, но сделать это способом, которое безопасно для всех», сказал Директор-основатель Университета Висса Дональд Ингбер, Доктор медицины, доктор философии, что имеется также профессор Джуды Фолкмена Сосудистой Биологии в HMS и Сосудистой Программы Биологии в Бостоне Детская Поликлиника, и профессор Биоинженерии в Школе Джона А. Полсона Гарварда Технических и прикладных наук (МОРЯ).