Mesterségesen előállított bakteriofágok
A New England Biolabs (NEB) és a Yale Egyetem kutatói elkészítették az első teljesen szintetikus bakteriofág-mérnöki rendszert a világszerte aggasztónak tartott Pseudomonas aeruginosa baktérium ellen. Ezt a rendszert a NEB High-Complexity Golden Gate Assembly (HC-GGA) nevű platformja tette lehetővé, amellyel fizikai vírusminták helyett digitális DNS-adatokból tervezik meg és állítják elő a vírusokat. A kutatócsoport 28 mesterséges DNS-fragmensből rakott össze egy P. aeruginosa-fágot, majd célzott pontmutációkkal, DNS-betétekkel és -törlésekkel programozták át annak tulajdonságait. Ezáltal módosították, hogy pontosan mely baktériumokat képes a vírus megtámadni, sőt fluoreszkáló jelölőket is beépítettek, így a fertőzések valós időben láthatóvá váltak.
A Golden Gate Assembly előnyei
Fontos megjegyezni, hogy a Golden Gate Assembly olyan rövid DNS-szakaszokat használ, amelyek könnyebben előállíthatók, kevésbé mérgezőek a gazdasejtek számára, és kisebb valószínűséggel tartalmaznak hibákat. A módszer különösen hatékony, ha sokszor ismétlődő vagy rendkívül magas GC-tartalmú DNS-szakasszal dolgoznak, ahol a hagyományos eljárások gyakran kudarcot vallanak. Ezzel az eljárással az egész fággenom szintetizálható a sejteken kívül, és minden kívánt genetikai változtatás már az összeállítás során beépíthető.
Új irányok az antibiotikum-rezisztencia elleni kutatásban
A hagyományos bakteriofág-módosítások rendkívül idő- és energiaigényesek voltak, ráadásul veszélyes minták karbantartását igényelték. Ugyanakkor a mesterséges DNS-alapú szerkesztéssel jelentősen felgyorsul a kutatás, és már nincs szükség fizikailag jelen lévő vírusmintákra. Ennek köszönhetően a bakteriofágokat pontosan a célszervezetekhez lehet igazítani, ami új terápiás lehetőségeket nyit meg a szuperbaktériumok ellen.
Az együttműködés hatása és további lehetőségek
A gyors, szintetikus fágmérnöki rendszert a NEB a Yale kutatóival szoros együttműködésben fejlesztette: a módszert először az Escherichia coli-t fertőző T7 fág esetén tesztelték, majd kiterjesztették olyan fágokra, amelyek a legellenállóbb baktériumokra specializálódtak. Egy kapcsolódó vizsgálatban, a Pittsburghi Egyetemmel és az Ansa Biotechnologies-zel együttműködve, nagy GC-tartalmú Mycobacterium-fágokat készítettek, míg a Cornell Egyetem kutatóival közös munka keretében az E. coli felismerésére alkalmas mesterséges bioszenzor-fágokat hoztak létre ivóvíz elemzésére.
