Znajdź zawartość

Dzięki nowej technice badań genetycznych naukowcy z angielskiego Instytutu Sangera opracowali niezwykle precyzyjną mapę genomu bakterii Salmonella typhi, mikroorganizmu odpowiedzialnego za liczne przypadki zatruć pokarmowych. Zebrane informacje pomogą w odnalezieniu potencjalnych celów terapii zakażeń tym patogenem. Opracowaną metodę nazwano TraDIS (Transposon Directed Insertion site Sequencing, co można przetłumaczyć jako "sekwencjonowanie miejsc wstawienia transpozonów". Wspomniane transpozony, zwane także skaczącymi genami, to sekwencje DNA zdolne do replikacji niezależnej od genomu i przemieszczania się w jego obrębie. Zgodnie z założeniami nowej techniki, transpozony wstawione do genomu bakterii po pewnym czasie zaczynają replikować się i wstawiać własne kopie w róznych miejscach bakteryjnego chromosomu. Proces ten trwa tak długo, dopóki skaczący gen nie zostanie umieszczony w obrębie jakiegoś genu ważnego dla przeżycia mikroorganizmu. Po pewnym czasie, zgodnie z naturalną tendencją skaczących genów do replikowania się oraz z zasadami doboru naturalnego, w hodowli pozostaną wyłącznie te bakterie, u których transpozony namnożyły się w znacznej liczbie, lecz nie naruszyły struktury żadnego ważnego genu. Oznacza to, że sekwencje DNA wolne od transpozonów u wszystkich badanych komórek bakteryjnych są kluczowe dla przetrwania mikroorganizmu. Badaczom udało się łącznie uzyskać aż 1,1 miliona unikalnych wariantów genetycznych S. typhi. Dzięki zastosowaniu ultranowoczesnej metody sekwencjonowania DNA ustalono następnie, które geny są konieczne dla przeżycia bakterii. Jak się okazało, fragmentów takich jest zaledwie 356; pozostałe 4162 geny są wyłącznie dodatkami, przydatnymi tylko w określonych sytuacjach. Każda z 356 sekwencji DNA zidentyfikowanych przez badaczy z Instytutu Sangera jest niczym innym, jak potencjalnym celem dla terapii, dającym niemal stuprocentową pewność zabicia bakterii w razie zaburzenia jej funkcji. Teraz pozostaje więc "tylko" ustalenie, jak należy wykorzystać te słabe punkty.

W dzisiejszych czasach trudno wyobrazić sobie dziedzinę, w której nie znalazłoby się zastosowania dla nanotechnologii. Na rozwoju tej nauki mogą skorzystać także mikrobiolodzy, o czym świadczy aparat zaprezentowany przez naukowców z Universitat Rovira i Virgili w hiszpańskiej Tarragonie. Stworzony przez Hiszpanów prototyp, opisany na łamach międzynadorowego wydania czasopisma Angewandte Chemie jest zdolny do wykrywania bakterii Salmonella typhi, odpowiedzialnych za ciężkie i trudne do wyleczenia infekcje u ludzi. Zaprezentowany aparat jest tak czuły, że nie stanowi dla niego większego problemu detekcja nawet pojedynczej komórki bakteryjnej znajduącej się w badanym materiale. Sercem opracowanego urządzenia są nanorurki o ścianach zbudowanych z pojedynczej warstwy atomów węgla. Ich wnętrze zostało zmodyfikowane na drodze chemicznej, a następnie przyłączono do niego aptamery - syntetyczne fragmenty RNA zaprojektowane w celu wybiórczego wiązania jednego z antygenów znajdujących się na powierzchni komórek S. typhi. Wykrywanie bakterii odbywa się dzięki pomiarowi zmian siły elektromotorycznej podczas przyłączenia się bakterii do aptamerów. Odczyt niezbędnych parametrów odbywa się w czasie rzeczywistym i jest na tyle precyzyjny, że możliwe jest dokładne określenie liczby komórek znajdujących się w badanej próbce. Istotny jest także fakt, iż opracowany sensor jest wysoce swoisty, tzn. nie wykrywa bakterii należących do gatunków innych niż S. typhi. Hiszpańscy badacze nie sprecyzowali, czy - i jeśli tak, to kiedy - ich wynalazek mógłby trafić na rynek. Jeżeli jednak będzie on tak skuteczny, jak wynika z dotychczasowych eksperymentów, możemy być niemal pewni, że jego jego komercjalizacja stanie się faktem.