Синтетические клетки получат набор "включателей генов"

Биологи разработали набор транскрипционных факторов для создания искусственных генетических сетей de novo.

Работа опубликована в журнале Cell, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Массачусетского технологического университета.

Транскрипционными факторами называют белки, которые связываются с ДНК и активируют транскрипцию (синтез РНК-копии) данного гена. Для этого перед генами существуют регуляторные элементы (промоторы) - фрагменты длиной в несколько нуклеотидов, которые являются для факторов "опознавательными ярлыками".

Создание искусственных генетических сетей осложняется тем фактом, что все системы в клетках, в том числе и пары транскрипционный фактор - промотор точно подогнаны друг под друга и под свои задачи. Поэтому, важнейшей задачей для синтетической биологии является создание стандартного набора неких готовых элементов, которые биоинженеры смогут комбинировать по своему усмотрению.

Для создания таких генетических реле авторы использовали хорошо известные транскрипционные факторы, построенные по схеме так называемых "цинковых пальцев". Они называются так из-за содержащегося в их составе цинка и способности ощупывать ДНК, распознавая разные нуклеотиды. Находя нужную последовательность, транскрипционные факторы закрепляются на ДНК и привлекают транскрипционную машинерию.

Ученые заменили несколько аминокислот в структуре природных транскрипционных факторов, и получили набор цинковых пальцев с разной силой связывания с ДНК. Кроме того, авторы научились менять ДНК-предпочтения цинковых пальцев, заставляя их связываться с такими промоторами, которые не встречаются в природе.

Получив набор белковых "включателей", исследователи составили несколько простых генетических сетей и удостоверились в точности их работы.

Недавно стало известно о создании искусственных реле на основе изменения "противоположной стороны" процесса активации генов. В той работе ученые создали 36 искусственных промоторов, чью способность привлекать стандартные транскрипционные факторы можно было плавно регулировать. Другая группа исследователей придумала простое устройство памяти для синтетических клеток.