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新技术改进了用于开发药物的细菌菌株

来自萨里大学和墨西哥国立自治大学的科学家们在《自然化学生物学》杂志上发表了他们的发现,他们开发了一种新的计算技术——ReProMin,来识别细菌细胞中表达非必需基因的过程。对这些非必需基因的识别将使科学家能够去除它们,节省细胞内的能量。这将使细胞能够将资源分配给其他内部功能,这些功能可用于生产胰岛素或抗生素等药物,或用于合成对环境无害的生物燃料和生物塑料。

ReProMin结合了现有的微生物蛋白表达数据与调控网络相互作用和基因观察,科学家能够在大肠杆菌细菌模型和控制它们表达的调控元件网络中识别非必需基因。

有了这些信息,科学家们就能够对编码转录因子的基因进行分类,并选择性地去除编码转录因子的基因(控制基因信息在细胞内从DNA到RNA的精确流动的蛋白质),从而阻止它们正常工作,但却使它们能够增加感兴趣的分子的合成。

在大肠杆菌模型中,科学家仅用三种突变就能将未使用的蛋白质减少0.5%。新设计的这种细菌菌株被发现可以增加蛋白质和紫堇素(一种具有抗生素和抗肿瘤特性的天然色素)的生产能力。

萨里大学(University of Surrey)合成生物学高级讲师何塞·希门尼斯(Jose Jimenez)博士说:“细菌是制造治疗性蛋白质、疫苗和抗生素等有趣分子的重要成分。这种新的计算技术将使细菌细胞将能量从非必需的基因转录转移到更有用的功能上,我们可以利用这些功能开发药物,按照我们的新方案,现在可以以更低的成本更有效地制造药物。”

墨西哥国立自治大学基因组科学中心助理教授Jose Utrilla博士说:“这种方法是合理设计微生物细胞工厂的一大进步。使用ReProMin,我们可以预测哪些修饰将增强细胞的生产能力。这种理性的方法节省了大量的时间在尝试和错误的方法中,应该对优化生物技术生产的可持续化学品,药品,食品添加剂和其他有用的化合物有很大的帮助"

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