• 不自然的选择:“进化机器”。驱使细菌产生新

    2019-03-27 16:29:34

    不自然的选择:进化机器。 驱使细菌产生新药 不自然的选择:进化机器。驱动细菌生产新药物生物学迈克尔欧文2017年11月27日图片EVOPROG的早期原型,一种可以引导细菌进化通过改变

      不自然的选择:“进化机器”。

       驱使细菌产生新药

      不自然的选择:“进化机器”。驱动细菌生产新药物生物学迈克尔欧文2017年11月27日图片EVOPROG的早期原型,一种可以引导细菌进化通过改变环境来制造新分子的进化机器(图片来源:EVOPROG)查看图库 - 3张图片如果有的话有一点是生活擅长,它适应新的环境,但这并不总是一件好事。细菌正在迅速适应抗生素,使药物变得越来越不有效,并威胁要把我们带回黑暗时代现在,一个由欧盟支持的研究项目试图将同样的过程转化为我们的优势,使用“进化机器”通过改变环境来指导细菌的进化,引导它们生产可能有一天的分子导致新药。

      这个名为EVOPROG的进化机器是欧盟未来和新兴技术(FET)倡议的一部分。该系统包含充满混合细菌物种和噬菌体的生物反应器 - 攻击细菌并改变其DNA的病毒。根据研究人员的说法,EVOPROG的功能类似于模拟计算机:使特定分子用户以某些化学物质,细胞系或其他原料进食,并使机器对生物反应器进行环境变化以指导噬菌体和细菌产生这些分子。

      “就像计算机被编程为基于变量执行算术或逻辑运算以执行不同的任务一样,新设备可以被编程为使用DNA作为变量生成新分子在活细胞内进行逻辑运算,”Alfonso Jaramillo说, EVOPROG项目的协调员。

      噬菌体是一些发展最快的生物体,因此为了使EVOPROG起作用,科学家将它们设计成像编程关键的“IF / THEN”语句的生物学版本一样起作用。在这里,它们的设计使得“IF”某种变化被人为地引入其环境中,“然后”它们将自身附着于某种类型的细菌(也经过精心设计)以产生分子。就像自然进化一样,然后选择最有效的噬菌体并允许其复制。

      “根据所需分子的类型,噬菌体与某些类型的工程细菌相互作用,只有当它们产生的突变蛋白质与这些细菌中存在的基因和化学物质相容时才会复制,”Jaramillo说。 “通过我们的方法,我们可以通过使用进化来杀死细菌来发现新的抗菌分子。例如,如果给定的抗生素分子进入细菌细胞并立即从细胞中抽出,从而不会杀死它,我们可以诱导选择噬菌体的DNA含量并驱使它们阻断细菌泵,使抗生素保留在细胞中并将其杀死。“