娛樂城|氟化物能否在實驗室中替代抗生素?

長期以來,科學家一直意識到過度使用抗生素的危險性以及由此產生的越來越多的抗藥性微生物。儘管過量使用抗生素對人體健康具有令人不安的影響,但自然環境中越來越多的抗生素也是如此。後者可能源於藥物處置不當,也源於生物技術領域,該領域在實驗室中依賴抗生素作為選擇裝置。“在生物技術領域,我們長期以來一直依靠抗生素和化學選擇來殺死細胞。加州大學聖塔芭芭拉分校化學工程師Michelle O’Malley說。 “如果我們有一個基因工程細胞,並且只想讓該細胞在一群細胞中生長,我們 娛樂城給它一個抗生素抗性基因。抗生素的引入將殺死所​​有未經基因工程改造的細胞,並僅允許我們想要的細胞(即轉基因生物)存活。但是,許多生物已經進化出繞過我們的抗生素的方法,它們在生物技術界和自然環境中都是一個日益嚴重的問題。抗生素抗藥性問題是我們時代的一個巨大挑戰,這一挑戰的重要性正在不斷提高。”

此外,轉基因生物還帶有收容問題。 O’Malley解釋說:“如果該GMO脫離實驗室並在環境中成功複製,您將無法預測它會給自然生物界帶來哪些特徵。” “隨著合成生物學的到來,娛樂城評價這可能會導致我們在實驗室中設計的事物可能逃逸並擴散到不屬於它們的生態系統中。”

現在,在O’Malley實驗室進行的研究並發表在《自然通訊》雜誌上,描述了一種解決抗生素過度使用以及遏制轉基因生物的簡單方法。它要求在實驗室中用氟化物代替抗生素。

奧馬爾利將氟化物描述為“一種非常良性的化學物質,在世界上,包括地下水中,都非常豐富。”但是,她指出,它對微生物也有毒,微生物已經進化出一種基因,該基因編碼一種氟化物輸出,可以通過去除自然環境中遇到的氟化物來保護細胞。

該論文描述了由O’Malley實驗室的前研究生研究員Justin Yoo開發的過程。它使用一種稱為同源重組的通用技術使轉基因生物中的編碼氟化物輸出物的基因失去功能,因此細胞不再能夠產生它。蘇娛樂城通常,在通常使用無氟化物的蒸餾水的實驗室中,細胞仍會壯成長,但是如果它逃逸到自然環境中,一旦遇到氟化物就會死亡,從而阻止了繁殖。

在進行這項研究之前,Yoo與該論文的合著者,O’Malley實驗室的項目科學家蘇sanna Seppala合作,致力於利用酵母表徵Seppala在厭氧性真菌中鑑定出的氟化物轉運蛋白。該項目的第一步是Yoo去除天然酵母氟化物轉運蛋白。

Yoo產生了敲除酵母菌株後不久,就參加了一次合成生物學會議,在那兒他聽到了有關一種新型生物抑制機制的演講,該機制旨在防止轉基因大腸桿菌逃逸實驗室環境。他回憶說,在那次演講中,“我意識到我所產生的敲除酵母菌株有可能充當酵母的有效生物遏制平台。”

“本質上,賈斯汀所做的就是創建一系列DNA指令,您可以將這些指令賦予細胞,使它們能夠生存娛樂城推薦周圍有氟化物,” O’Malley說。 “通常,如果我想在實驗室中選擇一個基因工程細胞,我會製作一個具有抗生素的質粒[一種細胞中的遺傳結構,通常是一條小的環狀DNA鏈,可以獨立於染色體進行複制]。抗性標記,以便在存在抗生素的情況下仍能存活。賈斯汀正在用這些氟化物出口商的基因代替它。”

奧馬爾(O’Malley)將這種方法描述為“垂死的果實-賈斯汀(Justin)在大約一個月內完成了所有這些研究”,該方法還解決了生物技術實驗室對抗生素驅動的細胞選擇的簡單經濟限制。她繼續說:“除了助長細菌耐藥菌的出現外,從生物技術的角度來看,產生抗生素耐藥生物的過程也非常昂貴。如果您要進行一萬升發酵,而每次發酵中添加一些抗生素可能要花費您數千美元,那真是一筆瘋狂的數目。”值得注意的是,使用低濃度的氟化物每升僅需花費約4美分。

顯然,塞帕拉說:“我們寧願使用諸如氟化物之類的化學藥品,它相對溫和,豐富且便宜,並且可以用來做與常規抗生素相同的事情。”

Yoo解釋說,氟化物轉運體的作用直到2013年這個項目開始時才被闡明。新興的實施生物遏制的方法側重於使用感興趣的生物所不熟悉的生物部分,將重點轉移到Yoo所說的“輝煌而復雜的系統”上,同時可能將注意力從這種簡單的方法上轉移開來。參考文獻Yoo JI,SeppäläS ,OʼMalley MA。工程化的氟化物敏感性可實現生物控制和轉基因酵母的選擇。 自然通訊2020; 11(1):5459。 doi:10.1038 / s41467-020-19271-1

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