Команда під керівництвом Грема Хатфула з Піттсбурзького університету досягла прориву: вони створили бактеріофаги — віруси, які заражають і знищують бактерії — повністю з нуля, використовуючи синтетичну ДНК. Це відкриття відкриває шлях до глибшого розуміння цих мікроскопічних воїнів і створює нові можливості для розробки нових антибактеріальних методів лікування в умовах зростання стійкості до антибіотиків.
Дослідження, опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, є значним прогресом у галузі фагової інженерії. Традиційно вчені покладалися на природні фаги для вивчення бактеріальних інфекцій. Але завдяки використанню синтетичної ДНК дослідники тепер мають можливість точно маніпулювати генетичними планами цих вірусів. Уявіть собі інструментарій, наповнений настроюваними вірусами – це саме те, про що свідчить це відкриття.
«Це пришвидшить процес відкриття», — пояснює Хатфул. У природі існує величезна різноманітність фагів, але функції багатьох окремих генів у цих вірусах залишаються оповитими таємницею. “Як регулюються ці гени? Чи відіграє роль кожен ген у фагу зі 100 генами? Що станеться, якщо ми видалимо той чи інший?” Раніше вчені могли обговорювати ці питання лише спекулятивно. Тепер, завдяки синтетичним фагам, вони можуть безпосередньо перевіряти гіпотези та отримати безпрецедентне розуміння біології фагів.
У рамках свого дослідження команда Хатфула відтворила два природні фаги, які атакують мікобактерії – бактерії, що викликають туберкульоз, проказу та інші захворювання – використовуючи виключно синтетичну ДНК. Потім вони ретельно додавали та видаляли гени з цих синтетичних геномів, демонструючи здатність точно редагувати генетичну структуру цих вірусів.
Такий рівень контролю відкриває величезні можливості. Команда бачить потенціал у розробці фагів, спеціально розроблених для атаки на певні штами бактерій, щоб боротися зі зростаючою глобальною загрозою інфекцій, стійких до антибіотиків. По суті, вони могли б створити персоналізовану фагову терапію для боротьби зі стійкими до ліків бактеріями, які становлять серйозну проблему для сучасної медицини.
Як наголошує Хатфул, цей прорив стосується не лише створення настроюваних інструментів; мова йде про розкриття повного потенціалу цих захоплюючих вірусів: “І тепер немає обмежень для того, що можливо. Ви можете створити будь-який геном, який забажаєте. Ви обмежені лише тим, що ви вважаєте корисним і цікавим для створення”. Майбутнє дослідження фагів наповнене можливостями, завдяки цьому революційному відкриттю в галузі синтетичної біології.
