دریچه‌ای جدید به سوی نوشتن ژنوم باکتری ها بصورت کارامد

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، مهندسان ژنتیک در گروه MIT روشی جدیدی را برای ویرایش ژنوم باکتری ها ابداع کردند، با این روش میتوان اطلاعات زمانی و مکانی آنها را ذخیره کرد. آنها با استفاده از روش HISCRIBE  که کارامدتر از روش های قبلی است، می توانند تعاملات سلول را در DNA آنها ذخیره کنند. این روش می تواند بصورت انتخابی ژن خاصی را در جامعه باکتری ها فعال یا خاموش کند.

فهیم فرزاد فرد نویسنده اصلی این مقاله می گوید:

“با این سیستم می توانیم ژنوم باکتری را بصورت دقیق و موثر و بدون احتیاج به اکوسیستم پیچیده ای ویرایش کنیم”

بازنویسی ژنوم و ثبت خاطرات در باکتری ها

برای رسیدن به این مکانیسم محققان ابتدا تولید دو آنزیم را در باکتری E.coli مهندسی کردند:

۱- آنزیم ترنس کریپتاز معکوس که باعث تولید یک DNA تک رشته ای در سلول می شود.

۲- آنزیم نوترکیب: باعث وارد کردن توالی خاصی از DNA تک رشته ای به داخل ژنوم می شود. اینDNA  با یک محرک ویِژه ای مثل نور فعال می شود. این تکنیک کارایی پایینی داشت چون E.coli  دارای مکانیسمی است که از تجمع و ادغام DNA تک رشته ای جلوگیری می کند. در مطالعات انجام شده محققان با حذف آنزیم اگزونوکلئاز و سیستم تعمیری mismatch repair  کارایی آن را افزایش دادند.

تعاملات سلولی در باکتری ها

با این روش بی نظیر و کارامد توانستند باکتری را بدون نیاز به یک توالی انتخابی، ویرایش کنند. و همجنین انواعی از تعاملات سلولی را ارزیابی کنند. محققان با ایجاد  یک بارکد درDNA در قسمتی از ژنوم که با سلول های دیگر معاوضه می شود توانستند تعیین کنند که کدام سلول ها با یکدیگر تعامل دارند و چگونگی ارتباط باکتری ها را در بیوفیلم مشخص کنند. اگر از این مکانیسم در رده سلولی پستانداران استفاده شود می توانیم تعاملات سلول های عصبی را ردیابی کنیم.

به گفته محققان با این نوع ویرایش انتخابی با خاموش کردن ژن  مقاوم به آنتی بیوتیک، میتوان باکتری ها را نسبت به آنتی بیوتیک ها حساس تر کرد، اما چنین درمانی به چندین سال تحقیق احتیاج دارد.

محققان نشان دادند با این روش میتوان یک اکوسیستم مصنوعی متشکل از باکتری ها و باکتریوفاژها تشکیل داد. و با بازنویسی ژنوم آنها میتوان توانایی آنها را برای مصرف لاکتوز بهینه کرد.