Биологи из лондонского Имперского колледжа разработали набор управляющих элементов, предназначенный для регуляции работы генов в искусственных организмах. Статья опубликована в журнале PLoS ONE.
Промоторы - это участки ДНК, находящиеся перед генами и регулирующие их активность. Работают промоторы в паре с белками, которые специфически с ними связываются, что приводит к включению или выключению близлежащего гена. Авторы исследования проанализировали промоторы дрожжей и выбрали из них тот, работа которого меньше всего зависела от внешних условий. На его основе ученые сделали набор из 36 искусственных промоторов с плавно изменяющимся уровнем активности. Чтобы полученные регуляторы активности генов не влияли на работу того природного промотора, из которого они были получены, исследователи внесли в них специальные изменения.
В дополнение к этому, на основе ранее опубликованных работ авторы научились создавать белки, узнающие любые подобные искусственно созданные промоторы и создавать, таким образом, управляющую пару промотор-узнающий белок (до последнего времени эта задача была нетривиальной и всякий раз требовала оригинального решения).
В результате биологи получили набор из 36 регуляторов, которые были, во-первых, изолированы от природных управляющих цепей дрожжей, во-вторых, предоставляли инженерам на выбор любой требуемый уровень активации, и в-третьих, могли как включать, так и выключать работу управляемых генов. Свойства полученных регуляторов описаны в статье и выложены в открытый доступ.
Для создания синтетических организмов ученым потребуется иметь набор деталей с наперед заданными, хорошо известными характеристиками. Управляющие элементы будущих организмов должны будут иметь подробно описанные свойства, допускать плавные и предсказуемые изменения. Их работа должна быть хорошо изолирована друг от друга и от природных существующих регуляторов.
Отрасль биоинженерии, ставящая своей целью создание искусственных организмов de novo называется синтетической биологией. К настоящему моменту синтетическим биологам удалось создать первый организм с полностью синтетическим геномом, который, однако, во многом совпадал с прототипом.