Mikrobijoma ta 'inġinerija ġenetika: Batterji li jimmodifikaw għas-saħħa

• awtur:
• isem awtur

  Quantumrun Foresight
• Marzu 8, 2023

Il-mikrobijoma jikkonsisti minn mikro-organiżmi f'ambjent partikolari. Il-modifika ġenetika tal-mikrobijoma tista 'tgħin biex trażżan jew tesibixxi ċerti karatteristiċi u twassal terapewtiċi, billi ssib diversi applikazzjonijiet prattiċi fis-setturi tal-agrikoltura, is-saħħa u l-benessri.

Kuntest tal-mikrobijoma maħdum ġenetikament

Il-mikrobijoma tal-imsaren, il-komunità tal-mikro-organiżmi fl-imsaren tal-bniedem, għandu rwol sinifikanti fis-saħħa. Riċerka reċenti wriet li l-mikrobijoma tal-musrana jista 'jaffettwa mard awtoimmuni, dijabete, kanċer, mard kardjovaskulari, Parkinson, Alzheimer, sklerożi multipla, u anke dipressjoni. Madankollu, il-bilanċ ta 'din l-ekosistema delikata jista' jiġi mfixkel minn diversi fatturi bħad-dieta u l-antibijotiċi, li jagħmluha diffiċli biex tiġi rrestawrata. 

Diversi riċerkaturi qed ifittxu mikrobijomi li jimmodifikaw ġenetikament biex iżidu ċ-ċansijiet tagħhom ta 'sopravivenza u adattabilità. Pereżempju, xjenzati fl-Università ta’ Texas A&M użaw ir-relazzjoni simbjotika ta’ batterju, E. coli, u roundworm biex jagħmlu inġinerija ġenetika tal-mikrobijoma tad-dud fl-2021. Huma nnotaw li meta ġeni li jrażżnu l-fluworexxenza ġew imdaħħla fil-plasmid ta’ E. coli, id-dud li jikkunsmawh kien jieqfu juru fluworexxenza. L-istess sena, xjenzati fl-Università ta 'California San Francisco mgħobbija b'suċċess viruses tal-kaċċa tal-batterja bis-sistema ta' editjar tal-ġeni CRISPR biex iħassru kromożomi fi ħdan E. coli.

Lura fl-2018, riċerkaturi fl-Iskola Medika ta 'Harvard ħadmu biex il-batterji jikkomunikaw biex jikkoordinawhom u jikkontrollawhom f'armonija. Huma introduċew ċirkwiti ġenetiċi ta 'sinjalatur u rispons biex jirrilaxxaw u jiskopru kworum kompost f'żewġ tipi ta' batterji. Meta l-ġrieden ġew mitmugħa dawn il-batterji, l-imsaren tal-ġrieden kollha wrew sinjali ta 'trażmissjoni tas-sinjali, li jikkonfermaw il-komunikazzjoni b'suċċess tal-batterji. L-għan jibqa' li jinħoloq mikrobijoma sintetiku b'batterji ta' inġinerija fl-imsaren tal-bniedem li huma effiċjenti biex jikkomunikaw bejniethom waqt li jwettqu l-funzjonijiet tagħhom. 

Impatt li jfixkel 

L-esplorazzjoni tal-potenzjal tal-użu ta 'tekniki ta' editjar tal-ġeni biex timmanipula l-mikrobijoma tal-musrana tista 'tindirizza l-iżbilanċi li jikkontribwixxu għal diversi kwistjonijiet ta' saħħa. Pereżempju, aktar riċerka tista 'tiskopri l-għoti ta' terapewtiċi biex jikkoreġu l-iżbilanċi batterjali fi ħdan l-imsaren tal-bniedem kumpless. Permezz ta 'inġinerija ġenetika ta' batterji magħrufa li huma ta 'benefiċċju għas-saħħa tal-imsaren, ix-xjenzati jistgħu joħolqu trattamenti ġodda għal diversi disturbi relatati mal-imsaren, inkluż mard infjammatorju tal-musrana, sindromu tal-musrana irritabbli, u anke obeżità. Jippermetti wkoll metodi ta 'trattament aktar ġodda għad-dijabete minħabba żbilanċi ormonali. 

Raġuni waħda għaliex il-batterji huma aktar faċli biex jimmanipulaw ġenetikament hija minħabba l-kompożizzjoni tad-DNA tagħhom. Dawn l-organiżmi ċkejkna għandhom biċċiet tad-DNA msejħa plasmidi minbarra l-elementi ewlenin tad-DNA msejħa kromożomi. Il-plażmidi jistgħu jagħmlu kopji tagħhom infushom u għandhom inqas ġeni mill-kromożomi, li jagħmluhom aktar faċli biex jinbidlu b'għodod ġenetiċi. Speċifikament, biċċiet tad-DNA minn organiżmi oħra jistgħu jitpoġġew fi plasmidi tal-batterja.

Meta l-plażmidi jagħmlu kopji tagħhom infushom, jagħmlu wkoll kopji tal-ġeni miżjuda, imsejħa transġeni. Pereżempju, jekk ġene uman biex tagħmel l-insulina jiġi miżjud ma 'plasmid, peress li l-batterja tagħmel kopji tal-plasmid, toħloq ukoll aktar kopji tal-ġene ta' l-insulina. Meta jintużaw dawn il-ġeni, tipproduċi aktar insulina. Madankollu, ix-xjentisti jaqblu li din il-possibbiltà għadha 'l bogħod minħabba l-kumplessità għolja tal-mikrobijomi. Madankollu, studji attwali jista 'jkollhom ukoll diversi applikazzjonijiet fil-kontroll tal-pesti, it-titjib tat-tkabbir tal-pjanti, u d-dijanjosi ta' mard veterinarju. 

Implikazzjonijiet ta 'mikrobijomi ta' inġinerija ġenetika

L-implikazzjonijiet usa' ta' inġinerija ġenetika ta' suċċess tal-mikrobijoma f'ambjenti multipli jistgħu jinkludu:

• Żieda fir-riċerka fl-għodod tal-editjar tal-ġeni, bħal CRISPR.
• Il-ftuħ ta' possibbiltajiet ġodda għall-produzzjoni ta' bijokarburanti, ikel, u prodotti oħra billi jinħolqu razez ġodda ta' batterji adattati aħjar għal ħidmiet speċifiċi.
• Użu mnaqqas ta' antibijotiċi li jimmiraw il-batterji b'mod indiskriminat. 
• Żieda fl-interess fil-mediċina u d-dijanjosi personalizzati, fejn it-trattamenti huma personalizzati bbażati fuq il-mikrobijoma tal-musrana ta 'persuna.
• Riskji potenzjali fil-proliferazzjoni ta 'batterji li jistgħu jżidu l-okkorrenza ta' mard ieħor.

Mistoqsijiet li għandek tikkunsidra

• Minħabba l-kumplessità tal-mikrobijoma tal-imsaren tal-bniedem, taħseb li l-inġinerija ġenetika sħiħa tagħha hija possibbli dalwaqt?
• Kemm tbassar li l-applikazzjonijiet mifruxa ta' proċessi bħal dawn ikunu għaljin?