У галіне сінтэтычнай біялогіі даследчыкі пастаянна шукаюць інавацыйныя спосабы распрацоўкі біялагічных ланцугоў, якія могуць кантраляваць функцыі клетак. Прафесар Хірахідэ Сайта і яго каманда з Кіёцкага ўніверсітэта дасягнулі значных поспехаў у гэтай галіне, выкарыстоўваючы моц адзіночных антыцелаў для стварэння біяланцугоў з беспрэцэдэнтнай гнуткасцю і патэнцыялам.
Клеткі аснашчаны складанымі рэгулятарнымі механізмамі, якія дазваляюць ім адчуваць змены ў навакольным асяроддзі і адпаведна рэагаваць. Гэтыя механізмы ўключаюць такія працэсы, як транскрыпцыя (пераўтварэнне ДНК у РНК) і трансляцыя (пераўтварэнне РНК у бялок), а таксама посттрансляцыйныя мадыфікацыі. У прыродзе клеткі выкарыстоўваюць гэтыя механізмы для мадуляцыі сваіх функцый у залежнасці ад даступнасці пажыўных рэчываў, метабалічных змен і імунных рэакцый на арганізмы, якія ўварваліся.
Натхняючыся прыродай, каманда пад кіраўніцтвам прафесара Сайта выкарыстала антыцелы, вельмі ўніверсальныя вавёркі, якія могуць звязвацца з шырокім спектрам мішэняў, для выяўлення пэўных малекул у клетках. Антыцелы валодаюць варыябельнай вобласцю, утворанай цяжкай і лёгкай ланцугамі, якая ўзаемадзейнічае з малекуламі-мішэнямі, калі яны знаходзяцца ўнутры клетак. Далучаючы гэтыя варыябельныя вобласці да расшчэпленай Т7 РНК-палімеразы (RNAP), даследчыкі змаглі выклікаць экспрэсію генаў і кантраляваць клеткавыя функцыі ў адказ на прысутнасць спецыфічных малекул.
Каманда прадэманстравала ўніверсальнасць сваёй сістэмы, вядомай як мэта-залежная РНКП (TdRNAP), шляхам выяўлення розных малекул-мішэняў, уключаючы антыгены, пептыды, паслядоўнасці РНК і малыя малекулы. Наладжваючы паслядоўнасці зменнай вобласці, яны змаглі пераключацца паміж рознымі малекуламі-мішэнямі для выяўлення. Больш за тое, камбінуючы розныя варыянты RNAP, яны паспяхова стварылі шматслойныя біялагічныя схемы для ўзмацнення сігналу і артаганальнай трансдукцыі сігналу.
Акрамя выяўлення малекулы-мішэні, даследчыкі прадэманстравалі патэнцыял сістэмы TdRNAP для рэдагавання клетачна-спецыфічнага геному. Яны выкарыстоўвалі сістэму для індукцыі экспрэсіі накіроўвалай РНК (gRNA), якая затым выклікала апасродкаваную CRISPR/Cas9 дэлецыю трансгена ў эксперыментальнай клеткавай лініі.
Распрацоўка сістэмы TdRNAP адкрывае захапляльныя магчымасці ў галіне біяінжынерыі і рэгенератыўнай медыцыны. Ён дае даследчыкам магутны інструмент для пабудовы біяланцугоў, якія могуць выяўляць мноства ўнутрыклеткавых малекул і дакладна кантраляваць функцыі клетак. Гэта дасягненне абяцае павышэнне эфектыўнасці і бяспекі будучых генных і клеткавых метадаў лячэння.
крыніца: phys.org