Proteiinisynteesi koneita bakteerien konsortioista yhdessä laukauksessa

Proteiinisynteesi (Saattaa 2019).

Anonim

UC Davisin kehittämä uusi tekniikka voi olla rikkoutunut puhtaiden proteiinisynteesikoneiden nopeaan kokoonpanoon elävien solujen ulkopuolella.

Solureaktioiden rekonstituoimiseksi biologisten järjestelmien ulkopuolelle tutkijat tarvitsevat tuottaa mukana olevat proteiinit. Solujen reaktioiden nopea, mutta erittäin puhdas rekonstituointi on kriittinen useiden tautien solusuhteiden ja soluvapaiden diagnostisten testien suuren läpäisykyvyn tutkimukselle. Sellaisten soluvaikutusten rekonstituointi solujen ulkopuolelle vaatii kuitenkin jokaisen proteiinin erillisen ilmentymisen ja puhdistuksen, joka tarvitaan reaktion suorittamiseksi. Tämä prosessi on kallista ja aikaa vievää, jolloin useampien proteiinien tuotanto on erittäin haastavaa.

Nature Chemistry -biologiassa julkaistussa artikkelissa Fernando Villarreal ja professori Cheemeng Tanin laboratorio UC Davisin biolääketieteen laitoksella kuvaavat tuotantoa yhdestä ainoasta kulttuurista, joka sisältää kaikki 34 proteiinia, jotka tarvitaan mRNA-translaatiolle. Proteiinin syntetisoimisprosessi geneettisestä koodi-oikeissa osuuksissa.

Tällä hetkellä proteiineja uutetaan kokonaisista soluista ja niitä käytetään suoraan in vitro -translaatioon. Tällä menetelmällä uutetut proteiinit voivat sisältää sytoplasmaa ja muita alkuperäisen solun osia, ja ne eivät ole toivottavia joissakin sovelluksissa. Eräässä toisessa menetelmässä puhdistetaan kukin 34 proteiinia erikseen ja sekoitetaan seoksen likimääräiseen seokseen tai "koneisiin", jotka tarvitaan mRNA-translaation aloittamiseen.

Tan-laboratorio kiertänyt nämä rajoitukset synteettisesti Escherichia coli -bakteerien teknisinä kantoina tuottaakseen vaaditut oikeat proteiinit oikean määrän sisällä yhdellä sekaviljelyllä. Käsittämällä transkriptionopeuksia, käännösnopeuksia ja suhteellisia kanta-tiheyksiä, ryhmä havaitsi, että ne voisivat indusoida bakteerien konsortioiden tuottamaan oikeita määriä käännöskoneistoa.

"Uskon, että työ avaa ovensa perustavanlaatuiseen parannukseen puhtaiden soluttomien transkriptiokäännösten järjestelmien proteiinituotannossa ja taudin kannalta merkityksellisten polkujen tutkimisen läpi elävien solujen ulkopuolella", Tan sanoi.

Tiimi kutsuu menetelmäänsä TraMOS, Translation Machinery One Shot. He käyttivät TraMOS: n tuottamia proteiineja testiin, joka peittää proteaasin estäviä peptidejä. Koska proteaasit ovat yleisesti mukana loisten elinkaaren aikana ja syövän kehittymisessä, testi, joka voisi löytää ja tunnistaa monet proteaasi-inhibiittorit kerralla, on käyttökelpoinen lääkeaineiden kehittymiselle.

Kun pienennetään moniproteiinijärjestelmien valmistukseen liittyvää aikaa ja kustannuksia, Tan-laboratorion lähestymistapa mahdollistaa TraMOS-prosessin tehokkaamman käytön joutumatta investoimaan lisäpuhdistuslaitteisiin. Toisin kuin nykyiset lähestymistavat, tutkijat voivat muokata proteiinien ilmaisua ja kontrollointia käyttämällä TraMOS-lähestymistapaa. Useimmat laboratoriot, jotka rutiininomaisesti suorittavat proteiinin puhdistusta, ovat jo käyttäneet laitteita TraMOS-lähestymistavan käyttämiseen, mikä helpottaa niiden toteuttamista ja demokratisoimalla pääsyä järjestelmään. Mikrobiologinen yhteenliittymä -perustainen lähestymistapa voidaan yleistää muiden moniproteiinijärjestelmien synteesiin, mikä tekee siitä mahdollisen pelimuutoksen suuritehoisille soluton sovelluksille.

menu
menu