Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего придумали, как сделать это быстрее и проще. Они превратили обычные бактерии в живые пробирки, которые помогают проверять генетические изменения и искать новые лекарства.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

В человеческих клетках тысячи генов, и даже небольшие изменения в них могут привести к серьезным болезням.

Обычно ученые исследуют мутации, тестируя белки в пробирках или на культурах клеток. Но эти методы медленные, сложные и дорогие.

Команда под руководством Бернхарда Пальссона и Донг Хви Чо из UCSD решила использовать вместо этого быстрорастущие бактерии. Они разработали метод LEICA (Live Escherichia coli Assay), в котором ключевой фермент кишечной палочки заменяют на человеческий.

Бактерии с нормальным человеческим ферментом растут быстро. Если фермент поврежден мутацией — рост замедляется или останавливается.

Подробности исследования

• Ученые встроили в бактерии человеческие ферменты, связанные с наследственными болезнями (анемия, аргининосукциновая ацидурия).
• Безвредные мутации почти не влияли на рост бактерий.
• Опасные мутации резко замедляли размножение.

Метод подтвердил данные традиционных тестов — бактерии действительно отражают работу человеческих белков.

Дальше ученые проверили, можно ли с помощью LEICA искать лекарства. Они добавили в культуры сотни молекул и наблюдали за ростом бактерий. Система легко обнаружила известные препараты, влияющие на ферменты, а также нашла несколько новых соединений, которые могут стать основой для будущих лекарств.

Теперь мы можем быстро проверять, опасна ли мутация, и тестировать тысячи веществ на потенциальные лекарства, — говорит Чо.

Все это благодаря обычным бактериям, которые стали нашими живыми лабораториями.

Это исследование — отличный пример того, как можно упростить сложные биологические процессы. Кишечная палочка растет быстро, ее легко культивировать, и она дешева в работе. Если метод LEICA действительно масштабируется, это может:

• Ускорить диагностику — вместо недель анализа мутаций можно получить результат за часы.
• Снизить стоимость исследований — не нужны дорогие клеточные культуры.
• Обнаружить новые лекарства — высокопроизводительный скрининг станет доступнее.

Пока метод проверен только на нескольких ферментах, но если он окажется универсальным, это изменит подход к изучению генетических болезней.

Ранее ученые рассказали об обитателях ванных комнат, которые не опасны для человека, но фатальны для бактерий.