211service.com
Et hurtigt, programmerbart molekylært ur
Et molekylært ur, der tikker tiden væk med et glimt af fluorescerende protein, kunne danne grundlag for nye biosensorer. Uret, eller den syntetiske genoscillator, er en bedrift inden for syntetisk biologi - et spirende felt, hvor forskere udvikler nye biologiske dele til organismer.
UC San Diego bioingeniører har skabt det første stabile, hurtige og programmerbare genetiske ur, der pålideligt holder tiden ved at blinke af fluorescerende proteiner indeni E coli celler. Urets blinkhastighed ændres, når temperaturen, energikilden eller andre miljøforhold ændres. Her er vist et mikrofluidisk system, der er i stand til at kontrollere miljøforholdene E coli celler med stor præcision – en af nøglerne til dette fremskridt.
Kredit: UC San Diego Jacobs School of Engineering
For at skabe uret, gensplejsede forskere en molekylær oscillator sammensat af flere genpromotorer, som tænder gener i nærvær af visse kemikalier, og gener selv, hvoraf den ene koder for et fluorescerende protein. Når det udtrykkes i E coli bakterier, tænder og slukker feedbacksystemet det fluorescerende gen med jævne mellemrum.
Urets svingninger kan indstilles efter den temperatur, ved hvilken E coli dyrkes, de næringsstoffer, de får, og specifikke kemiske triggere. Ifølge en avis offentliggjort i dag i Natur , er de hurtigste svingninger, som forskerne hidtil har registreret, omkring 13 minutter.
On-off-frekvensen kan potentielt bruges til at bestemme niveauet af nogle giftige kemikalier i miljøet, siger Jeff Hasty, en bioingeniør ved UC San Diego, der ledede projektet. Man kunne lave simple modifikationer, så det reagerede på andre kemikalier eller sukkerarter.
Ifølge en pressemeddelelse fra UC San Diego,
Et næste skridt er at synkronisere urene inden for et stort antal af E coli celler, så alle cellerne i et reagensglas blinker i forening. Dette ville begynde at ligne skabelsen af en fascinerende miljøsensor, sagde Jeff Hasty, en UC San Diego bioingeniørprofessor og seniorforfatter på Natur papir. Forskere i hans laboratorium har også udviklet sofistikerede mikrofluidsystemer, der er i stand til at kontrollere deres miljøforhold E coli celler med stor præcision. Dette gør det muligt for bioingeniørerne at spore præcis, hvilke miljøforhold der påvirker deres ures blinkhastigheder.