Разработан метод, который позволяет точно нацеливать фермент на нейтрализацию заранее выбранных генов

09.04.2012

Генная заглушка вирусным ферментом

Исследователи университетов Нью-Йорка и Небраски опубликовали результаты экспериментов, которые указывают на возможность создания нового метода прицельного отключения генов. Профессор Мин-Мин Чжоу [Ming-Ming Zhou] и его коллеги пришли к выводу, что для адресного блокирования экспрессии генов можно использовать безвредный для человека вирус Paramecium bursaria chlorella-1, поражающий одноклеточные водоросли. Он содержит примерно 375 генов, что для вируса чрезвычайно много.

Оказалось, что этот вирус производит специфический фермент, который непосредственно взаимодействует с хромосомным веществом зараженных клеток и благодаря этому препятствует активированию тех или иных участков их наследственной информации.

В интервью Русской службе «Голоса Америки» профессор Чжоу рассказал, что с помощью новооткрытого вирусного фермента можно надежно отключать хромосомные фрагменты, ответственные за тяжелые генетические заболевания. В его лаборатории уже разработан метод, который позволяет точно нацеливать фермент на нейтрализацию заранее выбранных генов.

Профессор Чжоу подчеркнул, что на первом этапе он планирует использовать новую технику генной заглушки только в лабораторных экспериментах. Однако он выразил надежду, что со временем этот способ удастся применить для борьбы с различными заболеваниями, обусловленными генными дефектами.

От картофеля - к болезни Альцгеймера

Возбудитель вирусной болезни картофеля, может стать стимулятором рождения антител, защищающих от развития болезни Альцгеймера. Заведующий лабораторией Кливлендского университета Роберт Фридланд и его коллеги сообщили о довольно необычном открытии. Они обнаружили, что картофельный вирус типа Y, который вызывает некроз клубней, кодирует синтез белка, который по очень похож на аномальные бета-амилолоидные протеины, накапливающиеся на поверхности клеток мозга при болезни Альцгеймера. Выяснив это обстоятельство, ученые решили проверить, не может ли этот белок заставить иммунную систему производить антитела, нейтрализующие бета-амилоиды.

Опыты на мышах показали, что введение этого белка и в самом деле вызывает сильную иммунную реакцию именно этого рода. Пока еще не известно, можно ли таким способом бороться с болезнью Альцгеймера, однако профессор Фридланд полагает, что эту возможность следует проверить в последующих экспериментах. Следует отметить, что вирус, о котором идет речь, не вызывает у человека никаких патологических реакций.

Проникающие свойства

Сотрудники университета им. Джонса Гопкинса ознакомили участников конференции с результатами исследований, которые обещают серьезно повысить эффективность лекарственного лечения многих тяжелых заболеваний.

Внутренние полости целого ряда органов покрыты вязкой жидкостью – слизью. Она выполняет многие важные функции, например, не позволяет пыли проникать в легкие. В то же время слизь образует барьер, через который не могут пройти частички лекарственных препаратов. Этот барьер становится особенно непроницаем, если слизь густеет, что случается при многих заболеваниях.

Профессор Джастин Хэйнс/Justin Hanes и его коллеги детально исследовали свойства некоторых вирусов, которые могут легко проникать через слизистые пленки. В результате они обнаружили, что мелкие частички лекарственных препаратов обретают способность преодолевать слизевой барьер, если их покрыть весьма распространенным и совершенно безвредным полимером, полиэтиленгликолем.

Это вещество давно и широко применяется в фармацевтике в качестве основы для мазей. Теперь балтиморские ученые пришли к заключению, что для наиболее эффективной доставки лекарств к слизистым поверхностям их надо производить в виде наночастиц, упакованных в оболочку из полиэтиленгликоля. Они полагают, что таким способом можно будет значительно повысить действенность лекарственной терапии хронического гайморита, муковисцидоза и других патологий, вызывающих образование густой слизи. Полимерное покрытие также поможет улучшить доставку противораковых химиопрепаратов к опухолям ряда органов, прежде всего легких и шейки матки.

Вирусная батарейка

Сотрудники Массачусетского технологического института разработали технологию изготовления слаботочных электрических аккумуляторов, в которой задействован генноинженерный вирус. Этот вирус называется М13. Каждая вирусная частица представляет из себя тончайшую нить длиной около микрона и диаметров всего лишь в шесть с половиной нанометров. Аминокислоты, из которых составлена белковая оболочка вириона, ориентированы таким образом, что на ее внешней поверхности накапливаются отрицательные заряды. У этой оболочки есть и другое специфическое качество – она обладает химическим сродством к атомам кобальта.

Использование вируса позволяет изготовить новые ом тока методом самосборки на предварительно сфабрикованной матрице. В этом качестве используется полимерная пленка, покрытая решеткой из круглых столбиков диаметром в 5 микронов. Каждый такой столбик несет на своей плоской грани сандвич из нескольких перемежающихся слоев двух твердых электролитов, полиакриловой кислоты и полиэтиленимина.

Экспериментаторы нанесли на пленку раствор оксида кобальта, содержащий культуру вируса М13. В результате на каждом столбике закрепились вирусные нити, покрытые атомами кобальта. Затем эту матрицу поместили на платиновую пластинку, которая тем самым превратилась в положительный электрод, анод. Отрицательный электрод, катод, был изготовлен из меди, покрытой литием. Когда оба электрода были погружены в жидкий электролит, содержащий атомы этого элемента, получился аккумулятор, допускающий многократную зарядку.

Конечно, такая система способна выдавать лишь очень слабые токи. Эксперименты показали, что в расчете на один квадратный сантиметр поверхности электродов сила тока не превышает половину микроампера. Однако разработчики во главе с профессором материаловедения и биотехнологий Анджелой Белчер [Angela Belcher] отмечают, что этих возможностей вполне хватит для питания микросенсоров и других электронных устройств с низкими электрическими потребностями.

Они также подчеркивают, что новая технология после всех необходимых доводок и усовершенствований позволит быстро и эффективно наносить пленочные микроаккумуляторы на самые разные проводящие поверхности.