Ускоренный рост штамма E. coli — на пользу биотехнологиям

Метаболический инженер из Университета Иллинойса улучшил штамм кишечной палочки (E. coli), заставив его расти быстрее. Эта работа направлена на пользу, а не во вред здоровью человека.

«Обычный человек слышит "E. coli" и думает о E. coli O157:H7, микроорганизме, вызывающем ужасное пищевое отравление. Но мы разработали штамм E. coli, пригодный для массового производства высококачественной ДНК, которую можно использовать в вакцинах или генной терапии», — сказал Йонг-Су Джин, доцент микробной геномики.

Промышленные штаммы E. coli уже используются для производства инсулина, ферментов в моющих средствах и полимерных заменителей.

Проблема лабораторного штамма

Джин работал с лабораторным штаммом E. coli DH5α, который имел отличный потенциал, но рос очень медленно. Десятилетия назад ученые, начиная использовать его в биотехнологических исследованиях, намеренно ослабили его, вызвав мутации в некоторых генах, чтобы он соответствовал требованиям молекулярно-биологических экспериментов. Компромиссом стал медленный рост в минимальных питательных средах, используемых в лабораторных и промышленных ферментациях.

«E. coli DH5α был настолько популярен, что ученые использовали его для большинства методов рекомбинантной ДНК. Но его медленный рост был критическим слабым местом», — отметил Джин.

Решение: обратная мутация

Поскольку изначально использовался случайный мутагенез, было неизвестно, где именно произошла мутация, вызывающая медленный рост. Команде Джина удалось локализовать и исправить проблему.

«Мы выяснили, что ученые непреднамеренно ослабили ключевой фермент в гене пути биосинтеза нуклеотидов. Когда мы обратили эту мутацию вспять, модифицированный штамм стал расти так же быстро, как и другие промышленные типы E. coli, сохранив при этом полезные для экспериментов черты», — объяснил он.

Перспективы применения

Ценность нового штамма — в чистоте и количестве производимой им ДНК, что делает его кандидатом для важных биотехнологических применений.

«Для создания ДНК-вакцин и генной терапии нам нужна чрезвычайно чистая ДНК. Разработанный нами штамм E. coli — отличный кандидат для производства этого высококачественного генетического материала в больших количествах».