Microbiome direkayasa genetik: Baktéri ngaropéa pikeun kaséhatan

• Author:
• Ngaran pangarang

  Quantumrun tetempoan
• Maret 8, 2023

Microbiome diwangun ku mikroorganisme dina lingkungan nu tangtu. Ngarobih mikrobiom sacara genetik tiasa ngabantosan atanapi nunjukkeun ciri-ciri anu tangtu sareng nganteurkeun terapi, mendakan sababaraha aplikasi praktis dina sektor pertanian, kaséhatan, sareng kesejahteraan.

Kontéks microbiome rékayasa genetik

Mikrobiom usus, komunitas mikroorganisme dina peujit manusa, maénkeun peran anu penting dina kaséhatan. Panaliti anyar nunjukkeun yén mikrobiom usus tiasa mangaruhan kasakit otoimun, diabetes, kanker, panyakit kardiovaskular, Parkinson, Alzheimer, multiple sclerosis, sareng bahkan depresi. Nanging, kasaimbangan ékosistem anu hipu ieu tiasa kaganggu ku sababaraha faktor sapertos diet sareng antibiotik, sahingga hese dibalikeun deui. 

Sababaraha peneliti nuju milarian mikrobiom anu ngarobih genetik pikeun ningkatkeun kasempetan salamet sareng adaptasi. Salaku conto, para ilmuwan di Texas A&M University ngagunakeun hubungan simbiotik baktéri, E. coli, sareng cacing bulat pikeun ngarékayasa genetik mikrobioma cacing dina 2021. Aranjeunna perhatikeun yén nalika gén anu ngahambat fluoresensi diselapkeun kana plasmid E. coli, cacing anu dikonsumsi bakal eureun némbongkeun fluoresensi. Dina taun anu sarua, para élmuwan di Universitas California San Fransisco hasil ngamuat virus moro baktéri kalawan sistem éditan gén CRISPR pikeun mupus kromosom dina E. coli.

Deui dina taun 2018, peneliti di Harvard Medical School damel pikeun ngajantenkeun baktéri komunikasi pikeun koordinat sareng ngontrol aranjeunna sacara harmoni. Aranjeunna ngenalkeun sirkuit genetik signaler sareng responder pikeun ngaleupaskeun sareng ngadeteksi kuorum sanyawa kana dua jinis baktéri. Nalika beurit dipasihan baktéri ieu, peujit sadaya beurit nunjukkeun tanda-tanda pangiriman sinyal, mastikeun komunikasi suksés baktéri. Tujuanana tetep nyiptakeun mikrobiom sintétik sareng baktéri anu direkayasa dina peujit manusa anu épisién dina komunikasi diantara aranjeunna nalika ngalaksanakeun fungsina. 

Dampak ngaganggu 

Ngajalajah poténsi ngagunakeun téknik éditan gén pikeun ngamanipulasi mikrobiom usus tiasa ngarengsekeun henteu saimbang anu nyumbang kana sagala rupa masalah kaséhatan. Salaku conto, langkung seueur panilitian tiasa mendakan terapi terapi pikeun ngabenerkeun teu saimbangna baktéri dina peujit manusa anu kompleks. Ku baktéri rékayasa genetik dipikawanoh mangpaat pikeun kaséhatan peujit, élmuwan bisa nyieun perlakuan anyar pikeun sagala rupa gangguan nu patali peujit, kaasup kasakit radang bowel, sindrom gampang bowel, komo obesitas. Ogé ngamungkinkeun pikeun métode perlakuan anyar pikeun diabetes alatan imbalances hormonal. 

Salah sahiji alesan kunaon baktéri gampang dimanipulasi sacara genetik nyaéta kusabab komposisi DNAna. Organisme leutik ieu gaduh potongan DNA anu disebut plasmid salian ti unsur utama DNA anu disebut kromosom. Plasmid bisa nyieun salinan diri jeung boga gén pangsaeutikna ti kromosom, sahingga leuwih gampang pikeun ngarobah ku parabot genetik. Sacara husus, potongan DNA ti organisme séjén bisa nempatkeun kana plasmid baktéri.

Nalika plasmid nyieun salinan sorangan, maranéhna ogé nyieun salinan gén ditambahkeun, disebut transgén. Contona, lamun gén manusa pikeun nyieun insulin ditambahkeun kana plasmid a, sakumaha baktéri nyieun salinan plasmid, éta ogé nyieun leuwih salinan gén insulin. Nalika gén ieu dianggo, éta ngahasilkeun langkung seueur insulin. Nanging, para ilmuwan satuju yén kamungkinan ieu masih jauh kusabab pajeulitna mikrobiom anu luhur. Sanajan kitu, studi ayeuna ogé bisa mibanda sababaraha aplikasi dina kontrol hama, enhancing tumuwuhna tutuwuhan, sarta diagnosing kasakit Pangajaran sarta Palatihan Atikan. 

Implikasi mikrobioma rékayasa genetik

Implikasi anu langkung lega tina rékayasa genetik suksés mikrobiom dina sababaraha lingkungan tiasa kalebet:

• Ngaronjatkeun panalungtikan dina alat éditan gén, sapertos CRISPR.
• Muka kamungkinan anyar pikeun ngahasilkeun biofuel, kadaharan, jeung produk lianna ku nyieun galur anyar baktéri leuwih cocog pikeun tugas husus.
• Ngurangan pamakéan antibiotik anu nargétkeun baktéri sembarangan. 
• Ngaronjat minat kana ubar sareng diagnosis pribadi, dimana pangobatan disaluyukeun dumasar kana mikrobiom usus hiji jalma.
• Poténsi resiko dina proliferasi baktéri anu bisa ngaronjatkeun lumangsungna panyakit séjénna.

Patarosan anu kedah diperhatoskeun

• Dibikeun pajeulitna microbiome usus manusa, naha anjeun pikir rékayasa genetikna lengkep tiasa pas?
• Sakumaha mahalna anjeun ngaduga aplikasi nyebar tina prosés sapertos kitu?