Forskare från University of Wisconsin-Madison och deras kollegor från University of California i San Francisco tillämpade verktyg för att redigera gener för att studera vilka gener som påverkar specifika antibiotika. De planerar att bättre förstå befintliga antibiotika och utveckla nya. Motstånd av sjukdomsframkallande smittämnen till befintliga antibiotika är ett växande problem, enligt uppskattningar, som kan medföra fara för miljontals liv.
Problemet med antibiotikaresistens
“Vi behöver för att räkna ut en ny svaghet av dessa bakterier, säger Jason Peters, som utvecklat systemet. En teknik som kallas Mobil-CRISPRi tillåter forskare att genomföra screening funktioner av antibiotika har ett brett spektrum av patogena bakterier.
I processen av en form av bakteriell sex, forskare gav Mobil-CRISPRi från vanliga laboratorium stammar av olika bakterier, inklusive även den lilla studerade mikrober som lever på ost skorpa. Denna enkelhet i överföring som gör tekniken bara en välsignelse för forskare som studerar bakterier, som orsakar sjukdomar eller, tvärtom, hälsofrämjande.
Peters arbetat med Carol, brutto, Oren Rosenberg och andra kollegor, utvecklar Mobil-CRISPRi. Detta system minskar produktionen av protein från mål gener, vilket gör att forskare för att avgöra hur antibiotika hämmar tillväxt av patogena mikroorganismer. Denna kunskap kan hjälpa direkta undersökningar av antibiotikaresistens.
Det arbete som forskare var publicerad 7 januari i tidskriften Nature Mikrobiologi. De tog fördel av den allt mer populära molekylära verktyg CRISPR, men på ett unikt sätt.
“De flesta människor när de tänker på NASA, tycker om att redigera gener, säger Peters. “Men det är inte vad jag gör”.
Typiskt, CRISPR system mål genen, som skär DNA i hälften. Genen kan redigeras, medan cell regenererar skador.
Men Peters och hans team arbetat med en modifierad form av CRISPR — CRISPRi. CRISPRi var utformad så att den inte tillåter DNA. I stället, han bara sätter sig ner på DNA -, blockera åtkomst av andra proteiner till en viss gen. Resultatet blev en minskad genuttryck och minskat antal proteiner som de kodade.
Forskare har visat att om man minskar mängden protein, som syftar antibiotika, bakterier blivit mycket mer känslig för lägre nivåer av läkemedel som anger förhållandet mellan gener och läkemedel. Alltså, tusentals gener kan samtidigt vara skärmad som potentiella mål för antibiotika, hjälpa forskarna att lära sig hur antibiotika fungerar och hur man kan förbättra dem.
För att göra CRISPRi cell, forskarna har utvecklat en metod för system migration från konventionella laboratorium modeller av patogena E. coli-typer, som ofta är svårare att studera. Team Peters tog fördel av en av de naturliga sätt att utbyta DNA mellan bakterier, typ av bakteriella sex, konjugering.
“Du bara blanda bakterier tillsammans och alla slår ut, säger Peters. “Det enklaste sak”.
Med hjälp av konjugering, ett team av Peters räckte Mobil-CRISPRi patogener Pseudomonas, Salmonella, Stafylokocker och Listeria, bland andra.
“Detta innebär att nu kan du lära dig hur antibiotika direkt verka på dessa patogener, säger Peters. “Skulle vi bättre ta reda på hur dessa läkemedel påverkar olika organismer, och kanske göra dem bättre.”
Vad tror du, vad andra använder vi kan hitta CRISPR? Berätta för oss i vår chatt i Telegram.