اپتوژنتیک، ابزاری برای زیست‌شناسی مصنوعی می‌سازد

تاریخ : ۱۲ اردیبهشت ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۱۲۷

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان با استفاده از اپتوژنتیک، ابزاری برای استفاده در حوزه زیست‌شناسی مصنوعی ساختند. این ابزار برای مطالعه باکتری‌ها در محیط کشت بسیار مفید است.

همانطور که مخمر در نانوایی ها به عنوان کمک کننده تک سلولی عمل می کند، باکتری اشرشیا کلی در هر آزمایشگاه زیست‌فناوری ضروری است. یک تیم به سرپرستی باربارا دی ونتورا، استاد تحقیقات سیگنالینگ زیستی در دانشگاه فرایبورگ، ابزاری جدید اپتوژنتیکی را توسعه داده که یک روش استاندارد در زیست‌فناوری را ساده می کند: به جای تغذیه باکتری ها با قند که معمولا در آزمایشگاه‌ها انجام می‌شود، محققان اکنون می توانند به راحتی به آنها نور بتابانند.

 

 دی ونتورا و مصطفی هانی خاماش از ETH زوریخ درسوئیس نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان Engineering AraC to make it responsive to light instead of arabinose در Nature Chemical Biology منتشر کردند.

 

رومانو توضیح می دهد: «ما سیستم جدید را BLADE نامیده ایم که مخفف عبارت دیمرهای AraC با القا نور آبی در اشریشیا کلی است.»

 

 دانشمندان با استفاده از پروموتر PBAD که بخشی از شبکه ژنتیکی بوده که متابولیسم قند آرابینوز را در باکتری ها تنظیم می کند، بیان ژن مورد نظر در باکتری E. coli را کنترل می کنند. این به آنها اجازه می دهد تا به طور انتخابی پروتئین تولید کرده و فرآیندهای سیگنالینگ را در باکتری ها مطالعه کنند.

 

اپتوژنتیک از پروتئین هایی استفاده می کند که به نور پاسخ می دهند تا عملکرد سلول ها را تنظیم کند. دی ونتورا اظهار داشت: «BLADE برای استفاده در زیست شناسی مصنوعی، میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی در نظر گرفته شده است. ما نشان می دهیم که ابزار ما می‌تواند به صورت هدفمند مورد استفاده قرار گیرد، این روش سریع و برگشت پذیر است.»

 

برای نشان دادن اینکه BLADE با چه دقتی به نور پاسخ می دهد، دی ونتورا و همکارانش باکتریوگرافی تهیه کردند، تصاویری که از محیط کشت باکتری گرفته می‌شود.

 

 BLADE از یک پروتئین حساس به نور و یک عامل رونویسی تشکیل شده است، پروتئینی که توالی خاصی از DNA موجود در ناحیه به اصطلاح پروموتر ژن را متصل کرده و کنترل می کند که ژن مربوطه توسط سلول خوانده شود. محققان با استفاده از BLADE بیان ژن کد کننده پروتئین فلورسنت را برای ایجاد باکتری نگار کنترل کردند.

 

دانشمندان فرایبورگ از طریق یک فوتوماسک که به درب ظرف های پتری چسبانده شده بود، باکتری ها را روشن کردند. باکتری ها در نقطه ای که در آن روشن شده اند تابش فلورسنت دارند، زیرا BLADE فعال شده است.

در آزمایشی دیگر، محققان از BLADE برای تنظیم ژن‌هایی که سلول‌های E. coli را طولانی‌تر، ضخیم‌تر و میله ای شکل می کنند، استفاده کردند. در این سیستم حتی امکان برگشت تغییرات وجود داشت، سلول‌ها پس از چهار ساعت بدون نور به شکل اصلی خود بازگشتند. به این ترتیب، می‌توان از این سیستم برای بررسی ژنهای دیگر، حتی ژن‌هایی که از E. coli نیستند، استفاده کرد.

 

منبع : https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210427110617.htm

نظر شما