Good Mood

新しい遺伝的アプローチは、健康、農業、気候への影響を伴うファージ-微生物の相互作用の研究を加速することができます。

科学者たちは、病気を引き起こす株を排除したり、潜在的に有益な株を修正したりするなど、細菌に対処するための新しく改善された方法を絶, したにもかかわらず多くの巧みな医薬品-遺伝子工学人間にとってこれらの課題に対処するためには、近づい不器用なものと比較した場合のきめ細かな攻撃を繰り広げらによるphagesのウイルスに感染する。

ファージは、他の寄生虫と同様に、それらの特定の宿主細菌株を標的として利用する方法を継続的に進化させており、今度は、細菌はファージを回避するための手段を継続的に進化させている。, 生存のためのこれらの永遠の戦いは、研究者が研究したいと思っている信じられないほど多様な分子兵器をもたらしますが、そうすることは退屈で

これらの防御戦略への洞察を得るために、Berkeley Labの科学者が率いるチームは、効率的で安価な新しい方法を開発しました。 PLOS Biologyで報告されているように、チームは、三つの技術の組み合わせは、ファージが細胞に感染するために利用する細菌受容体だけでなく、細菌がファージ感染,

“分子の仕事のほぼ世紀にもかかわらず、ファージ-宿主相互作用の基礎となるメカニズムは、ホストが実験室で培養することができるよく研究されたモデル生物であるいくつかのペアのために知られている、”対応する著者Vivek Mutalik、バークレーラボの環境ゲノミクスとシステム生物学（EGSB）部門の研究科学者は述べています。 “しかし、ファージは地球上で最も豊富な生物学的実体を表し、細菌への影響のために、それらは環境栄養サイクル、農業生産、および人間および動物の健康, 地球のマイクロバイオームをよりよく理解し、抗生物質耐性感染症を治療するための細菌ベースのワクチンやファージカクテルなどの新薬を開発するためには、これらの相互作用に関するより基本的な知識を得ることが不可欠になってきています。”

“ダークマター”に光を当てる

チームの三つのアプローチは、バーコードされた機能喪失および機能獲得ライブラリーと呼ばれ、遺伝子欠失を作成し、遺伝子発現を高めるという確立された技術を使用して、細菌がファージを回避するために使用する遺伝子を同定する。, この情報はまた、ファージのゲノムを分析することなく、ファージがターゲットとしている受容体を科学者に伝えます。 （しかし、科学者たちは、その機能についてさらに多くを学ぶために、将来的にウイルスに使用するための技術を適応させる予定です。)

Mutalikたちは、14の遺伝的に多様なファージによって標的とされることが知られている大腸菌の二つの株について、その方法をテストしました。, 彼らの結果は、この方法が何十年もの研究を通じて以前に同定されていたファージ受容体の同じスイートを迅速に明らかにすることによってスムーズ

Mutalikによると、このアプローチをスケールアップして、多様な環境からサンプリングされた何百もの細菌のファージ関係を同時に評価することもできます。, これにより、科学者が惑星の生物学的な”暗黒物質”を研究することがはるかに容易になり、これは多くの環境にたくさんある培養不可能であり、したがって理解されていない微生物を指します。 実際には、すべての生きている微生物の99％が実験室で培養することができないと推定されています。

チームのアプローチはまた、常にアドホックで非常に可変的なプロセスであったファージ研究で使用される遺伝資源を標準化し、共有可能な試薬やデータセットを作成する機会を表しています。,

“ファージの役割は、どこにでもファージがあることを知っているが、それ以上のことはほとんど知らないように、巨大な”既知の未知の”ものです。 例えば、以前に配列決定されたファージゲノムにコードされている遺伝子の10％未満を理解しています”とMutalikは述べています。 “ファージを見るための合理化されたツールがついに手に入ったので、私たちが答え始めることができる多くのエキサイティングな質問と、世界に違いを,”

この研究は、Uc BerkeleyとEvergreen State Collegeの研究者と共同で、Berkeley LabのMutalikとEGSBの仲間の科学者Adam ArkinとAdam Deutschbauerによって率いられました。 この研究は、Innovative Genomics Instituteの微生物学プログラムと、Berkeley Labが率い、DOEのOffice of Scienceが支援する科学的焦点領域プログラムであるENIGMAによって資金提供されました。