Синтетические биологи работают над проектом армии США разработали процесс, который может привести к новому классу синтетических полимеров, которые могут создавать новые высокоэффективные материалы и медикаменты для солдат.
Характер коммуникаций опубликованных исследований армии, финансируемые исследователи Северо-Западного университета, которые разработали набор правил проектирования, руководство рибосом, клеточной структуры, что делает белка, может включать новых видов мономеров, которые могут быть связаны с одинаковыми молекулами, чтобы сформировать полимеры.
«Эти результаты представляют собой значительный шаг вперед в достижении последовательности определенных синтетических полимеров, который был грандиозной задачей в области химии полимеров,» сказал д-р Dawanne Poree, руководитель программы, химия полимеров научно-исследовательского управления армии. «Способность использовать и адаптировать клеточного оборудования для производства небиологических полимеров, в сущности, привести синтетические материалы в области биологических функций. Это может привести передовых, высококачественных материалов, таких как наноэлектроника, самовосстанавливающиеся материалы, и другие материалы, представляющие интерес для армии».
Биологических полимеров, как ДНК, имеют точное построение блока последовательностей, которые предусматривают множество дополнительных функций, таких как хранение информации и самовоспроизведения. Этот проект рассмотрели, как перестроить биологические механизмы, позволяющие ему работать с не-биологических строительных блоков, что бы предложить путь к созданию синтетических полимеров с точностью биологии.
«Эти новые синтетические полимеры могут способствовать развитию передовой личной защиты, сложной электроники, топливных элементов, современных солнечных батарей и нанотехнологий, которые являются ключом к защите и выступление армейцев», — сказал Poree.
«Мы решили расширить ассортимент рибосомных мономеров для синтеза белка, чтобы включить новые направления биотехнологического производства», — сказал Майкл Джеветт, Чарльз Маккормик Диринг профессор педагогического мастерства, профессор химической и биологической инженерии, а также директор Центра синтетической биологии в Северо-Западной школой McCormick техники. «Что же такого увлекательного в том, что мы узнали рибосомы могут разместиться более видов мономеров, чем мы ожидали, что создает основу для использования рибосомы как вообще машина для создания классов материалов и лекарственных средств, которые не были синтезированы до».
Рекомбинантных белков рибосомой изменила жизни миллионов людей через синтез биофармацевтических препаратов, как инсулин, и промышленные ферменты, которые используются в моющих. В природе, однако, рибосомы только включает в себя природные мономеров аминокислот в белковых полимеров.
Чтобы расширить репертуар мономеров использованы рибосомой, команда Джеветт задался целью определить правила проектирования для соединения мономеров перевести рибонуклеиновая кислота, известная как tRNAs. Это потому, что становится рибосомы использовать новый мономер не так прост, как введение нового мономера к рибосоме. Мономеры должны быть присоединены к tRNAs, которые являются молекулы, которые переносят их в рибосомы. Многие нынешние процессы для присоединения мономеров к tRNAs являются сложной и трудоемкой, но относительно новый процесс, называемый flexizyme позволяет легче и более гибкое крепление мономеров.
Разработка правил проектирования для использования flexizyme, исследователи создали 37 мономеров, которые являются новыми для рибосомы с разнообразным репертуаром лесов. Затем они показали, что мономеры, которые могут быть присоединены к tRNAs может быть использован, чтобы сделать десятки новых гибридов пептида. Наконец, они подтвердили свои правила дизайна предсказуемо руководства поиск еще более новых мономеров.
«С новыми правилами дизайна, мы показываем, что мы можем избежать проб и ошибок подходы, которые были исторически связаны с разработкой новых мономеров для использования рибосом», — говорит Джуитт.
Эти новые правила должны ускорить темп, в котором исследователи могут использовать новые мономеры, которые в конечном счете приведут к новым биопродуктов синтезируются рибосомы. Например, материалы, изготовленные из протеазы-стойких мономеров может привести к антимикробным препаратам, что борьбу с растущей антибиотикорезистентности.
Это исследование является частью Департамента междисциплинарной программы исследований оборонного университета, при поддержке Аро, в котором Джеветт совместно с учеными из трех других университетов в реинжиниринге рибосомы в качестве биологического катализатора, чтобы сделать новые химические полимеры. АРО-это элемент американской армии боевые возможности командной разработки армии научно-исследовательской лаборатории.
«Удивительно, что рибосома может вместить широту мономеров мы показали», — говорит Джуитт. «Это очень обнадеживающие для будущих усилий перепрофилировать рибосомы».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!