Zespół kierowany przez Grahama Hatfula z Uniwersytetu w Pittsburghu dokonał przełomu: całkowicie od podstaw zbudował bakteriofagi – wirusy, które infekują i niszczą bakterie – przy użyciu syntetycznego DNA. Odkrycie to otwiera drogę do głębszego zrozumienia tych mikroskopijnych wojowników i stwarza nowe możliwości opracowania nowych terapii antybakteryjnych w obliczu rosnącej oporności na antybiotyki.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences stanowi znaczący postęp w dziedzinie inżynierii fagowej. Tradycyjnie naukowcy w badaniu infekcji bakteryjnych opierali się na naturalnie występujących fagach. Jednak dzięki zastosowaniu syntetycznego DNA badacze mają teraz możliwość precyzyjnego manipulowania wzorcami genetycznymi tych wirusów. Wyobraź sobie zestaw narzędzi pełen konfigurowalnych wirusów – dokładnie to sugeruje to odkrycie.
„Przyspieszy to proces odkrywania” – wyjaśnia Hatful. W przyrodzie występuje ogromna różnorodność fagów, ale funkcje wielu indywidualnych genów tych wirusów pozostają owiane tajemnicą. “Jak regulowane są te geny? Czy każdy gen w fagu zawierającym 100 genów odgrywa jakąś rolę? Co się stanie, jeśli usuniemy ten czy tamten?” Wcześniej naukowcy mogli omawiać te pytania jedynie spekulatywnie. Teraz, dzięki syntetycznym fagom, mogą bezpośrednio testować hipotezy i uzyskać niespotykany wcześniej wgląd w biologię fagów.
W ramach swoich badań zespół Hatfula odtworzył dwa naturalnie występujące fagi atakujące prątki – bakterie wywołujące gruźlicę, trąd i inne choroby – przy użyciu wyłącznie syntetycznego DNA. Następnie ostrożnie dodali i usunęli geny z tych syntetycznych genomów, wykazując zdolność do precyzyjnej edycji struktury genetycznej tych wirusów.
Ten poziom kontroli otwiera ogromne możliwości. Zespół widzi potencjał w opracowaniu fagów zaprojektowanych specjalnie do atakowania określonych szczepów bakterii w celu zwalczania rosnącego globalnego zagrożenia infekcjami opornymi na antybiotyki. Zasadniczo mogliby stworzyć spersonalizowane terapie fagowe w celu zwalczania bakterii lekoopornych, co stanowi poważne wyzwanie dla współczesnej medycyny.
Jak podkreśla Hatful, ten przełom nie polega tylko na stworzeniu konfigurowalnych narzędzi; chodzi o uwolnienie pełnego potencjału tych ekscytujących wirusów: “A teraz nie ma ograniczeń co do tego, co jest możliwe. Możesz stworzyć dowolny genom. Jesteś ograniczony tylko tym, co uznasz za przydatne i interesujące do stworzenia. ” Przyszłość badań nad fagami jest pełna możliwości, napędzana tym rewolucyjnym odkryciem w dziedzinie biologii syntetycznej.
