Группа под руководством Грэхэма Хэтфула из Университета Питтсбурга добилась прорыва: они построили бактериофаги — вирусы, которые заражают и уничтожают бактерии — целиком с нуля, используя синтетический ДНК. Это открытие открывает путь к более глубокому пониманию этих микроскопических воинов и создаёт новые возможности для разработки новых антибактериальных терапий в условиях роста резистентности к антибиотикам.
Опубликованное в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» исследование представляет собой значительный шаг вперёд в области инженерии фагов. Традиционно учёные полагались на естественно происходящие фаги для изучения бактериальных инфекций. Но с использованием синтетического ДНК исследователи теперь имеют возможность точно манипулировать генетическими схемами этих вирусов. Представьте себе набор инструментов, полный настраиваемых вирусов — именно это и предлагает данное открытие.
«Это ускорит процесс открытия», — объясняет Хэтфул. В природе огромное разнообразие фагов, но функции многих отдельных генов в этих вирусах остаются покрытыми тайной. «Как регулируются эти гены? Имеет ли каждый ген в фаге с 100 генами свою роль? Что произойдет, если мы удалим этот или тот?» Эти вопросы раньше учёные могли обсуждать только предположительно. Теперь, благодаря синтетическим фагам, они могут напрямую тестировать гипотезы и получить беспрецедентные сведения о биологии фагов.
В рамках своего исследования команда Хэтфула воссоздала два естественно происходящих фага, которые атакуют микобактерии — бактерии, вызывающие туберкулёз, проказу и другие заболевания — используя исключительно синтетический ДНК. Затем они с особой тщательностью добавляли и удаляли гены из этих синтетических геномов, продемонстрировав возможность точной редактирования генетической структуры этих вирусов.
Такой уровень контроля открывает огромные возможности. Команда видит потенциал в разработке фагов, специально созданных для атаки определённых штаммов бактерий, чтобы противостоять растущей глобальной угрозе антибиотикоустойчивых инфекций. По сути, они могли бы создать персонализированные фаговые терапии для борьбы с устойчивыми к лекарствам бактериями, которые представляют собой значительную проблему для современной медицины.
Как подчеркивает Хэтфул, это прорыв не только о создании настраиваемых инструментов; он заключается в раскрытии всего потенциала этих захватывающих вирусов: «И теперь границы возможностей нет никаких. Вы можете создавать любой геном, который захотите. Вами ограничивается лишь то, что вы считаете полезным и интересным для создания». Будущее исследований фагов переполнено возможностями, которое движется вперёд благодаря этому революционному открытию в области синтетической биологии.
