Ученые восстановили утраченную миллионы лет назад функцию клеток млекопитающих
Ученые с помощью генетической инженерии заставили клетки млекопитающих самостоятельно производить валин и изолейцин — аминокислоты, которые обычно должны поступать извне. Новый метод позволил подобрать работающие комбинации генов среди миллионов вариантов.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 9 октября /Новости науки/. Ученые с помощью генетической инженерии заставили клетки млекопитающих самостоятельно производить валин и изолейцин — аминокислоты, которые организм этих животных обычно должен получать извне. Об этом говорится в статье, опубликованной в Nature Biotechnology.
Млекопитающие утратили способность самостоятельно производить девять необходимых им аминокислот более 500 миллионов лет назад. Исследователи решили проверить, можно ли частично восстановить этот механизм, добавив в клетки новые генетические компоненты.
Для этого ученые разработали метод, при котором в большое число клеток вводят разные сочетания небольших фрагментов ДНК. Каждая клетка получает собственную комбинацию генов, после чего исследователи отбирают те варианты, которые приобрели нужное свойство. Такой подход позволил одновременно проверить миллионы генетических комбинаций.
Сначала метод испытали на клетках яичника китайского хомячка. Ученым удалось подобрать комбинацию генов, благодаря которой клетки самостоятельно производили валин и продолжали расти без этой аминокислоты в питательной среде. Некоторые измененные клетки делились почти с той же скоростью, что и при наличии валина.
Затем исследователи получили клетки, способные самостоятельно синтезировать изолейцин. Ранее с помощью обычного подбора генов добиться этого не удавалось. Новый метод позволил обнаружить работающую комбинацию из шести генов, после чего клетки смогли расти в среде без добавления изолейцина.
Исследователи также выяснили, что синтез обеих аминокислот работал эффективнее, когда необходимые для него ферменты направлялись в митохондрии — внутренние структуры клетки. Такое расположение компонентов оказалось характерным для наиболее успешно работавших генетических комбинаций.
Метод дополнительно проверили на человеческих Т-клетках линии Jurkat. После внесения генетических изменений исследователям удалось получить клетки, способные продолжать размножаться без валина в питательной среде. Самостоятельного производства изолейцина в этих человеческих клетках добиться не удалось.
Ученые считают, что разработанный подход позволит быстрее находить сложные комбинации генов, меняющие обмен веществ в клетках млекопитающих. В дальнейшем такие исследования могут использоваться в биотехнологии, производстве биологических продуктов и разработке клеточных методов лечения.
Млекопитающие утратили способность самостоятельно производить девять необходимых им аминокислот более 500 миллионов лет назад. Исследователи решили проверить, можно ли частично восстановить этот механизм, добавив в клетки новые генетические компоненты.
Для этого ученые разработали метод, при котором в большое число клеток вводят разные сочетания небольших фрагментов ДНК. Каждая клетка получает собственную комбинацию генов, после чего исследователи отбирают те варианты, которые приобрели нужное свойство. Такой подход позволил одновременно проверить миллионы генетических комбинаций.
Сначала метод испытали на клетках яичника китайского хомячка. Ученым удалось подобрать комбинацию генов, благодаря которой клетки самостоятельно производили валин и продолжали расти без этой аминокислоты в питательной среде. Некоторые измененные клетки делились почти с той же скоростью, что и при наличии валина.
Затем исследователи получили клетки, способные самостоятельно синтезировать изолейцин. Ранее с помощью обычного подбора генов добиться этого не удавалось. Новый метод позволил обнаружить работающую комбинацию из шести генов, после чего клетки смогли расти в среде без добавления изолейцина.
Исследователи также выяснили, что синтез обеих аминокислот работал эффективнее, когда необходимые для него ферменты направлялись в митохондрии — внутренние структуры клетки. Такое расположение компонентов оказалось характерным для наиболее успешно работавших генетических комбинаций.
Метод дополнительно проверили на человеческих Т-клетках линии Jurkat. После внесения генетических изменений исследователям удалось получить клетки, способные продолжать размножаться без валина в питательной среде. Самостоятельного производства изолейцина в этих человеческих клетках добиться не удалось.
Ученые считают, что разработанный подход позволит быстрее находить сложные комбинации генов, меняющие обмен веществ в клетках млекопитающих. В дальнейшем такие исследования могут использоваться в биотехнологии, производстве биологических продуктов и разработке клеточных методов лечения.
