Генетски модификован микробиом: модификовање бактерија за здравље

КРЕДИТ ЗА СЛИКУ:
Слика кредит
иСтоцк

Генетски модификован микробиом: модификовање бактерија за здравље

Генетски модификован микробиом: модификовање бактерија за здравље

Текст поднаслова
Експерименти који мењају различите популације бактерија да би извршили жељене функције дају обећавајуће резултате.
    • Аутор:
    • ime аутора
      Куантумрун Форесигхт
    • Март КСНУМКС, КСНУМКС

    Микробиом се састоји од микроорганизама у одређеном окружењу. Генетски модификовање микробиома могло би помоћи у сузбијању или испољавању одређених особина и испоручивању терапеутика, проналазећи различите практичне примене у пољопривреди, здравству и секторима благостања.

    Контекст генетски модификованог микробиома

    Микробиом црева, заједница микроорганизама у људском цреву, игра значајну улогу у здрављу. Недавна истраживања су показала да микробиом црева може утицати на аутоимуне болести, дијабетес, рак, кардиоваскуларне болести, Паркинсонову, Алцхајмерову, мултиплу склерозу, па чак и депресију. Међутим, равнотежа овог деликатног екосистема може бити поремећена разним факторима као што су исхрана и антибиотици, што отежава обнављање. 

    Неколико истраживача истражује генетски модификовање микробиома како би повећали своје шансе за преживљавање и прилагодљивост. На пример, научници са Тексашког универзитета А&М користили су симбиотски однос бактерије, Е. цоли и округлог црва да генетски конструишу микробиом црва 2021. године. Приметили су да када су гени који сузбијају флуоресценцију убачени у плазмид Е. цоли, црви који су га конзумирали престали би да показују флуоресценцију. Исте године, научници са Универзитета Калифорније у Сан Франциску успешно су убацили вирусе за лов на бактерије ЦРИСПР системом за уређивање гена како би избрисали хромозоме унутар Е. цоли.

    Још 2018. године, истраживачи са Харвардске медицинске школе радили су на томе да бактерије комуницирају како би их координирали и контролисали у хармонији. Они су увели генетска кола сигнализатора и одговора за ослобађање и откривање сложеног кворума у ​​две врсте бактерија. Када су мишеви храњени овим бактеријама, црева свих мишева су показала знаке преноса сигнала, потврђујући успешну комуникацију бактерија. Циљ остаје да се створи синтетички микробиом са пројектованим бактеријама у људским цревима које су ефикасне у међусобној комуникацији док обављају своје функције. 

    Ометајући утицај 

    Истраживање потенцијала коришћења техника за уређивање гена за манипулацију микробиомом црева може да се позабави неравнотежама које доприносе различитим здравственим проблемима. На пример, више истраживања може открити испоруку терапеутика за исправљање бактеријске неравнотеже унутар сложеног људског црева. Генетским инжењерингом бактерија за које је познато да су корисне за здравље црева, научници могу да креирају нове третмане за различите поремећаје у вези са цревима, укључујући инфламаторну болест црева, синдром иритабилног црева, па чак и гојазност. Такође омогућава нове методе лечења дијабетеса због хормонске неравнотеже. 

    Један од разлога зашто је бактеријама лакше генетски манипулисати је њихов састав ДНК. Ови мали организми имају делове ДНК који се називају плазмиди поред главних елемената ДНК који се називају хромозоми. Плазмиди могу да праве копије себе и имају мање гена од хромозома, што их чини лакшим за промену помоћу генетских алата. Конкретно, делови ДНК из других организама могу се ставити у бактеријске плазмиде.

    Када плазмиди праве копије себе, они такође праве копије додатих гена, названих трансгени. На пример, ако се плазмиду дода људски ген за производњу инсулина, како бактерија прави копије плазмида, она такође ствара више копија инсулинског гена. Када се ови гени користе, производи више инсулина. Међутим, научници се слажу да је ова могућност још увек далеко због велике сложености микробиома. Без обзира на то, тренутне студије такође могу имати неколико примена у контроли штеточина, побољшању раста биљака и дијагностици ветеринарских болести. 

    Импликације генетски модификованих микробиома

    Шире импликације успешног генетског инжењеринга микробиома у више окружења могу укључивати:

    • Повећано истраживање алата за уређивање гена, као што је ЦРИСПР.
    • Отварање нових могућности за производњу биогорива, хране и других производа стварањем нових сојева бактерија које су погодније за специфичне задатке.
    • Смањена употреба антибиотика који циљају бактерије неселективно. 
    • Повећано интересовање за персонализовану медицину и дијагнозу, где се третмани прилагођавају на основу микробиома црева особе.
    • Потенцијални ризици у пролиферацији бактерија који могу повећати појаву других болести.

    Питања која треба размотрити

    • С обзиром на сложеност микробиома људског црева, да ли мислите да је његов комплетан генетски инжењеринг могућ ускоро?
    • Колико ће скупа бити распрострањена примена таквих процеса?

    Референце за увид

    Следеће популарне и институционалне везе су референциране за овај увид: