Вчені наблизилися до створення дешевого тесту на вірус ебола

Відео: Винахідники дешевих синіх світлодіодів отримали Нобелівську премію (новини)

Дослідники, що працюють в області синтетичної біології, об`єднують разом біологію, інжиніринг та інформатику, щоб спостерігати, розуміти і копіювати принципи біологічного життя, створювати нові медичні технології та ліки.

Два останніх дослідження, опублікованих на сторінках журналу Cell, дають надію на дуже швидку появу дешевого, простого і надійного тесту на вірус Ебола.

Цей тест буде являти собою щось на зразок звичайної паперової смужки, на яку досить помістити краплю крові або слини хворої людини.

В ході першого дослідження співробітники Інституту біологічного інжинірингу Уїсс при Гарвардському університеті (США) створили кишенькові тест-смужки, забезпечені синтетичними генними мережами. Вони кажуть, що дані смужки є «штам-специфічними вірусними сенсорами», які дозволяють не тільки підтвердити наявність вірусу Ебола, але і відразу визначити його штам (різновид). По суті, це підглянуті у природи клітинні механізми, поліпшені в кілька разів і перенесені на папір.

До останнього часу прогрес в синтетичної біології затримувався через те що вчені могли створювати такі механізми тільки всередині живих клітин. Тепер команда з Гарварда зробила величезний ривок, почавши розробляти синтетичні версії біологічних механізмів за межами клітини.

Синтетичні біологічні інструменти можна заморожувати і зберігати

Доктор Кіт Пердью (Keith Pardee), провідний автор статті і член дослідницької команди в Інституті Уїсс, пояснює: «Ми взяли генетичний апарат клітин і вбудували його в волокна паперу, які можна заморожувати, зберігати і транспортувати. Тепер плоди синтетичної біології можуть бути вивезені за межі лабораторії і використані в будь-якому місці планети для вивчення здоров`я людини та екології ».

Доктор Пердью і його колеги створили цілу серію діагностичних тестів і біосенсорів на паперовій основі. Ці модифіковані протеїни, які світяться і змінюють колір, працюють досить ефективно.

Після заморозки паперові тест-смужки можна зберігати до 1 року. Вони активуються при додаванні води. Такі інструменти будуть надзвичайно корисні в лабораторії, де вони економлять час і сили вчених в порівнянні з традиційними методами з застосуванням живих клітин і тканин.

«Експеримент з живими клітинами, який сьогодні зазвичай займає 2-3 дні, за допомогою синтетичної біології на паперовій платформі можна виконувати за 90 хвилин», - говорить доктор Пердью.

Вчені змогли активувати генетичні перемикачі і почати створювати точні і практичні генні «схеми» для виробництва діагностичних експрес-тестів, що визначають антибіотикорезистентні бактерії і різні штами вірусу Ебола.

генний перемикач

За словами дослідників, новий сенсор для контролю експресії генів дуже гнучкий і точно програмований. Але він стане об`єктом другого дослідження. Спочатку технологія була розроблена для роботи всередині клітин, але вчені змогли перенести її на папір.

Йдеться про перемикач, який можна запрограмувати на синтез потрібного білка після контакту зі строго визначеною РНК практично будь-якої структури. РНК - це унікальний генетичний код, за допомогою якого можна ідентифікувати будь-який інфекційний агент - бактерію, вірус, грибок, паразит.

Учені говорять, що можна створити абсолютно немислиму систему для діагностики та автоматичного (!) Лікування, яка за допомогою послідовності таких молекулярних перемикачів буде спочатку ідентифікувати патоген, а потім ініціювати правильну терапію і доставляти в організм ліки.

Пенг Йин, викладач відділення системної біології Гарвардської школи медицини і член Wyss Core, провідний автор першого і другого досліджень, говорить: «Традиційна синтетична біологія лише бере існуючі біологічні частини, з`єднує їх по-іншому і змушує виконувати інші функції. Але це дуже точно і функціонально ».

З іншого боку, хоча сам генний перемикач був навіяний природою, вчені повністю переробили його зв`язку. Вони фактично перетворили його в «синтетичний» генний регулятор, який в 40 разів краще контролює експресію генів, ніж звичайні.

У вересні 2014 року видання Nature Biotechnology повідомляло про те, що вчені працюють над власною «системою для редагування генів», яка допоможе перемогти хвороботворні мікроорганізми. Вчені розповіли, що вони взяли за основу CRISPR - систему для зміни генів, яку в природі бактерії застосовують проти вірусів.