Harvardští vědci přepisují genetický kód: Proteiny s 34 aminokyselinami bez živých buněk

Vědci z Harvard Medical School a Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering na Harvardově univerzitě dosáhli významného průlomu v oblasti proteinového inženýrství.

Vědci z Harvard Medical School a Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering na Harvardově univerzitě dosáhli významného průlomu v oblasti proteinového inženýrství. Vyvinuli nový nástroj nazvaný AGENTEX, který umožňuje navrhovat proteiny s až 34 různými aminokyselinami, což je výrazný posun oproti 20 aminokyselinám, které se přirozeně vyskytují.

Po více než dvaceti letech náročných snah instruovat biologické systémy, jako jsou buňky E. coli, k produkci proteinů, které přirozeně nevytvářejí, přichází tým genetika George Churche s jednodušší, rychlejší a bezpečnější metodou ve větším měřítku. Dosavadní přístupy, které se spoléhaly na přeprogramování DNA organismů, se ukázaly jako mimořádně obtížné, časově náročné a s omezenými výsledky. AGENTEX naopak nevyžaduje rekódování genomu ani použití živých organismů.

Nástroj AGENTEX funguje tak, že umožňuje výzkumníkům navrhovat proteiny s rozšířenou sadou aminokyselin a následně na míru upravovat dva typy stavebních bloků – transferové RNA (tRNA) a ribozomy. Tyto upravené komponenty se poté vloží do standardní laboratorní směsi, která obsahuje buněčné složky, ale žádné skutečné buňky. V této směsi pak komponenty produkují nové proteiny, aniž by zasahovaly do přirozeného mechanismu tvorby proteinů.

„AGENTEX umožňuje výzkumníkům generovat zcela nové genetické kódy na vyžádání v laboratorních zkumavkách a ve velkém měřítku je používat k vytváření proteinů, které dalece přesahují ty, jež se vyvinuly v přírodě,“ uvedl první autor Felix Radford, výzkumný pracovník v genetice v Churchově laboratoři. „Tato metoda je rychlejší a bezpečnější než stávající postupy, protože se nespoléhá na manipulaci s živými buňkami nebo změnu jejich genomů.“

Potenciál této technologie je obrovský a může přinést inovativní řešení v medicíně, zemědělství, materiálových vědách a environmentální sanaci. Během vývoje AGENTEXu tým navíc učinil neočekávaný objev týkající se jednoho z nejzákladnějších procesů života na Zemi: způsobu, jakým se DNA překládá do proteinů.