Инженеры создали бактерии, синтезирующие неестественную аминокислоту

В исследовании, недавно опубликованном в Nature Chemical Biology, ученые сфокусировались на пара-нитро-L-фенилаланине (pN-Phe) — нестандартной аминокислоте, которая не входит в число двадцати стандартных и не встречается в природе. pN-Phe ранее использовалась другими группами для помощи иммунной системе в выработке ответа на белки, на которые она обычно не реагирует.

«Нитро-функциональная группа обладает ценными свойствами и недооценена исследователями, пытающимися перестроить метаболизм, — сказал Кунджапур. — pN-Phe также имеет хорошую историю в литературе: ее можно добавить к белку мыши, ввести обратно мышам, и иммунная система перестанет "терпеть" исходную версию этого белка. Эта способность перспективна для лечения или профилактики заболеваний, вызванных "неправильными" белками, которые иммунной системе сложно распознать».

Методы расширения генетического кода позволили увеличить «алфавит» доступных аминокислот, кодируемых ДНК. Совместив методы метаболической инженерии с расширением генетического кода, исследователи создали систему, автономно производящую нитрированные белки.

«Из-за химии нитро-функциональной группы выбранная нами аминокислота была необычной, и многие ученые в нашей области, вероятно, не ожидали, что ее можно получить с помощью биосинтеза», — отметил Кунджапур.

Следующий шаг — оптимизация методов для синтеза большего количества нитрированных белков и распространение этой работы на другие микроорганизмы. Долгосрочная цель — доработка этой платформы для применения в вакцинах или иммунотерапиях.

«Последствия интересны: можно взять центральный метаболизм бактерии, ее способность производить различные соединения и, с несколькими модификациями, расширить ее химический репертуар, — сказал Батлер. — Нитро-функциональность редка в биологии и отсутствует у 20 стандартных аминокислот, но мы показали, что бактериальный метаболизм достаточно гибок, чтобы его можно было перестроить для создания и интеграции этой функции».

Кунджапур добавил: «Бактерии потенциально полезны как средства доставки лекарств. Мы считаем, что создали инструмент, который может использовать способность бактерий производить целевые антигены внутри организма и одновременно применять способность нитрования "подсвечивать" эти антигены».