Синтетическая аминокислота обеспечивает безопасные биотехнологические решения глобальных проблем

Ученые из Йельского университета разработали способ безопасного ограничения распространения генетически модифицированных организмов (ГМО) в окружающей среде. Это преодолевает главное препятствие для широкого использования ГМО в сельском хозяйстве, производстве энергии, управлении отходами и медицине.

Исследователи переписали ДНК штамма бактерий так, что для активации генов, необходимых для роста, ему требуется наличие специальной синтетической аминокислоты, не существующей в природе. Аминокислоты — это строительные блоки белков, выполняющих жизненные функции. Этот новый метод биобезопасности, описанный онлайн 21 января в журнале Nature, решает давнюю проблему в биотехнологии.

«Это значительное улучшение по сравнению с существующими подходами к биобезопасности генетически модифицированных организмов», — сказал Фаррен Айзекс, старший автор статьи. Работа устанавливает важные меры защиты для организмов в сельскохозяйственных условиях и, в более широком смысле, для их использования в биоремедиации окружающей среды и даже в медицинской терапии.

Айзекс и его коллеги называют эти новые бактерии геномно перекодированными организмами (GROs), поскольку они имеют новый генетический код, разработанный исследователями. Новый код позволил связать рост бактерий с синтетическими аминокислотами, не встречающимися в природе, что создает важный защитный механизм, ограничивающий распространение и выживание организмов в естественной среде.

Во втором исследовании, опубликованном 21 января в журнале Nucleic Acids Research, ученые разработали стратегию создания многоуровневой защиты, которая также ограничивает рост ГМО средами, содержащими другой набор синтетических молекул. Эта работа описывает дополнительный набор различных и портативных защитных механизмов, способных обезопасить широкий спектр организмов.

Такие безопасные ГМО повысят эффективность подобных инженерных организмов, которые уже используются в замкнутых системах, например, для производства фармацевтических препаратов, топлива и новых химикатов. Однако опасения по поводу использования ГМО в открытой среде до сих пор ограничивали их применение в других областях.

Авторы также утверждают, что новый код в сочетании с искусственными аминокислотами позволит ученым создавать более безопасные ГМО для использования в открытых системах. Это включает улучшенное производство продуктов питания, пробиотики для борьбы с рядом заболеваний и специализированные микроорганизмы для ликвидации разливов нефти и очистки свалок.

«Поскольку синтетическая биология приводит к появлению более сложных ГМО для решения этих грандиозных задач, мы должны взять на себя активную роль в создании безопасных и эффективных решений для биотехнологии», — сказал Айзекс.