-
البريد الإلكتروني
info.china@moldev.com
- الهاتف
-
العنوان
الطابق الخامس ، بلوك 1 ، no.518 Fuquan شمال الطريق ، حي تشانغنينغ ، شنغهاي
Meigu Molecular Instrument (Shanghai) Co., Ltd
عندما البيولوجيا التركيبية يلمع إلى الواقع : 72 تغيير البروتينات البكتيرية
التاريخ:2025-12-09اقرأ:0
هل سبق لك أن تساءلت عما إذا كان البروتين البكتيرية الصغيرة ، التي تم تعديلها من قبل العلماء المهرة ، يمكن أن تجسد " المفتاح الرئيسي " للكشف عن السرطان ، والمبيدات الحشرية ، والأصباغ ، وحتى مياه الصرف الصناعي ؟ نشر فيأبحاث الأحماض النوويةدراسة"التطور الموجه المتباين للقمع من نوع TetR نحو الجزيئات العطرية"التي تكشف عن هذا الإنجاز الرائد :باستخدام تقنيات التطور الموجه ، تمكن الباحثون من التعرف على مجموعة متنوعة من الجزيئات العطرية ، حتى عبر الأنواع التي تعمل في الخميرة ، مما يفتح آفاقا جديدة في مجال الاستشعار عن بعد ، والرصد البيئي ، وتشخيص الأمراض .
rolr البروتين المستمدة من وتدية glutamicum ينتمي إلى عائلة تيتر كاظمة البروتين . في الطبيعة ، فإنه يعمل على وجه التحديد : من خلال تحديد ودمج " ريسورسينول " ( المواد الكيميائية المستخدمة على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي ) ، وتنظيم التعبير الجيني للبكتيريا ، لمساعدة البكتيريا على التعامل مع البيئة ريسورسينول ، مزايا وعيوب .
هذا النوع من " خصوصية " ليس فقط ميزة ولكن أيضا الحد من البحث العلمي . وقد أدرك العلماء أن السماح رولر " تعلم " التعرف على المزيد من الجزيئات ، يمكن تطوير منخفضة التكلفة وعالية الحساسية أجهزة الاستشعار التي يمكن استخدامها في الرصد البيئي ( مثل الكشف عن المواد العطرية الضارة في مياه الصرف الصناعي ) ، والتوليف المخدرات ( في الوقت الحقيقي رصد تركيز المخدرات وسيطة ) و تشخيص الأمراض ( تحديد المؤشرات الجزيئية المرتبطة بالمرض ) .
من أجل الحصول على قدرات جديدة من rolr ، استخدم الباحثون " التطور الموجه " التكنولوجيا لمحاكاة التطور الطبيعي لتسريع التحسين الوظيفي ، في ثلاث خطوات رئيسية إلى الأمام :
الطفرات الدقيقة : قفل " الجمع بين جيب "
إن rolr تعترف ريسورسينول الركيزة من خلال " يجند ملزمة جيب " و شكل الجيب و تكوين الأحماض الأمينية تحديد نوع من الجزيئات التي يمكن أن تربط . حدد الباحثون 19 الأحماض الأمينية الرئيسية في أو بالقرب من الجيب . من خلال الجمع بين موقع نشط اختبار التشبع ( الزهر ) وتكرار تشبع الطفرات ( ISM ) التقنيات ، هذه الأحماض الأمينية هي متحولة بدقة ، مما أدى إلى خلق كميات كبيرة من rolr المتغيرات ( الشكل 1 - ألف - جيم ) . ومن الجدير بالذكر أن الباحثين الاحتفاظ الأحماض الأمينية D149 ، مفتاح " قبضة " رولر الاعتراف ريسورسينول ، الطفرات التي يمكن أن تؤدي إلى فقدان وظيفتها تماما .
الشكل 1 : rolr الطفرات ، الفرز ، وشبه التلقائي تدفق عالية الفرز
الاختيار المزدوج : اختيار " مؤهل "
فقط عدد قليل من الطفرات التي يمكن أن تلبي شرطين في نفس الوقت : يمكن أن تربط عادة الحمض النووي الجينات التنظيمية ( ضمان الوظيفة الأساسية ) ، ولكن أيضا يمكن أن يكون الهدف الجديد جزيء " تفعيل " ( الحصول على وظيفة جديدة ) . استخدم الباحثون تيتا antiporter البروتين لتصميم نظام الاختيار المزدوج ( الشكل 1 دال ، الشكل 2 ) :
اختيار سلبيأين ( نيكول ) ؟ إلا أن المتغيرات التي عادة ما تمنع التعبير الجيني يمكن أن البقاء على قيد الحياة ( تجنب السمية الناجمة عن الإفراط في تيتا البروتين ) ؛
اختيار إيجابي :في وسائل الإعلام التي تحتوي على التتراسيكلين ، فقط المتغيرات التي يمكن تفعيلها من قبل جزيئات جديدة للتعبير عن تيتا يمكن البقاء على قيد الحياة .
هذا الأسلوب يمكن أن كفاءة القضاء على " غير مؤهل " المتغيرات ، وترك في نهاية المطاف " وظيفية بالكامل + استجابة جزيئية جديدة " نوعية المرشحين .
الشكل 2 : وصف تيتا نظام الاختيار المزدوج
multigeneration التكرار : الأداء الأمثل
فريق البحث لم تتوقف عند الجيل الأول من المتغيرات . باستخدام المتغيرات التي تعترف الكاتيتشول كقالب ، استمروا في تحسين الطفرات ، وأخيرا الحصول على المتغيرات التي يمكن أن تعترف rolr ستة جزيئات جديدة ، بما في ذلك :
كاتشين ( اللجنين تدهور المنتجات المستخدمة في تجميع الأصباغ والمبيدات الحشرية ) ؛
methylcatechol ( lignin تدهور ثانوي ) ؛
حمض caffeic ( وسيطة لتوليف المخدرات ) ؛
protocatechuic حمض ( وسيطة لتوليف المخدرات ) ؛
دوبا ( السلائف لعلاج مرض باركنسون ) ؛
حمض فيروليك ( علامة الورم المرتبطة العصبية ) .
فائدة جهاز الاستشعار البيولوجي يعتمد إلى حد كبير على ما إذا كان يمكن أن تعمل في مختلف المضيفين . فريق " زرع " تعديل rolr البديل في Saccharomyces Cerevisiae ( نموذج مشترك حقيقيات النوى ) ( الشكل 3 ) .
نوع البرية rolr لا تزال تعترف ريسورسينول تحديدا في الخميرة ، لا عبر رد فعل .
caq101 ، الكاتيتشول استجابة البديل ، يمكن أن تنتج ~ 10 مرات مضان إشارة في الخميرة ، ولكن ليس على شكل جرس الاستجابة في البكتيريا .
حساسية methylcatechol استجابة البديل mc3 حوالي 3 مرات أعلى من الجيل الثاني .
وأظهرت النتائج أن تعديل rolr يمكن تطبيقها على نطاق واسع في العديد من أنواع الكائنات الحية حقيقية النواة ، مثل رصد عملية التمثيل الغذائي في مصنع الخميرة .
الشكل 3 : بناء و توصيف البرية والمتغيرة rolr أجهزة الاستشعار في ساكارومايسس سرويزيه
من تحديد ريسورسينول على وجه التحديد ، أن تصبح " متعدد الأوجه " قادرة على التمييز بين العديد من الجزيئات ، rolr عملية التحول أظهرت سحر الأساسية البيولوجيا التركيبية - التلاعب الدقيق الجزيئات البيولوجية ، يمكن أن تعطي الحياة وظيفة جديدة ، حل المشاكل العملية التي تواجه البشرية . هذا الإطار التطوري الموجه لا ينطبق فقط على rolr ، ولكن أيضا غيرها من فريق العمل و يجند ملزمة البروتينات ، وفتح الباب أمام تطوير المزيد من " مخصصة " أجهزة الاستشعار . ربما في المستقبل القريب ، هذه البروتينات الصغيرة وأجهزة الاستشعار سوف تأتي في حياتنا ، البيئة والصحة والإنتاج الصناعي " غير مرئية " .
في هذه الدراسة ، استخدم العلماء qpix-460 مستعمرة بيكر لالتقاط حوالي 480 المستعمرات من أجار لوحة ، ونقلها إلى 5 96 مسام لوحة ( لوحة تحتوي على 50 ميكروغرام / مل كاناميسين رطل متوسطة ) و مثقف في 37 درجة مئوية لمدة 16 ساعة لوصف البديل ( الشكل 1 - هاء ) .
qpix-460 هو نوع من تدفق عالية التلقائي مستعمرة بيكر ، والتي يتم تطبيقها على نطاق واسع في علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية والبيولوجيا التركيبية .وظيفتها الأساسية هي تحقيق الاختيار التلقائي ، التلقيح ، وتكرار الفرز من مستعمرة ، مستعمرة على لوحة أجار يمكن تحديدها بدقة من خلال نظام التصوير الضوئي ، وكفاءة عالية نقل يمكن أن يتحقق من خلال الجمع بين نظام ذراع ميكانيكية ، مما يقلل بشكل كبير من الأخطاء في التشغيل اليدوي ، وتحسين الكفاءة التجريبية . . . . . . . الجهاز هو مناسبة للتعامل مع أطباق بتري و microporous لوحات مع مواصفات مختلفة ( على سبيل المثال ، 96 لوحة المسام ، 384 لوحة المسام ، وما إلى ذلك ) ، ودعم تدفق عالية فحص المشهد ( على سبيل المثال ، البديل مكتبة الفرز ، مكتبة البناء ، وما إلى ذلك ) ، يمكن اختيار الآلاف من المستعمرات كل ساعة ، يمكن أن تلبي متطلبات السرعة والتكرار على نطاق واسع في التجارب .
qpix 400 سلسلة استنساخ الكائنات الحية الدقيقة نظام الفرز
المراجع
نصر MA، مارتن VJJ، كوان DH. التطور المتباين الموجه للقمع من نوع TetR نحو الجزيئات العطرية. الأحماض النووية Res. 2023. 11; 51(14):7675-7690.
حول الأجهزة الجزيئية
Molecular الأجهزة تأسست في وادي السيليكون في الولايات المتحدة الأمريكية في الثمانينات ، ولها مكاتب فرعية في جميع أنحاء العالم . في عام 2005 ، Molecular الأجهزة إنشاء مكتب تمثيلي في الصين في شنغهاي ، في عام 2010 ، انضمت إلى مجموعة داناه ، مبتكر العلوم والتكنولوجيا العالمية ، في عام 2011 ، أنشأت رسميا شركة تجارية : meigu الأدوات الجزيئية ( شنغهاي ) المحدودة . Molecular الأجهزة تشتهر الابتكار المستمر ، وسرعة وكفاءة عالية ، عالية الأداء المنتجات والكمال خدمة ما بعد البيع ، ونحن ملتزمون دائما لتزويد العملاء مع حلول مبتكرة للتحليل البيولوجي للبروتينات وبيولوجيا الخلايا في مجالات علوم الحياة ، والصيدلة ، وتطوير العلاج البيولوجي .