Instrument nou pentru studierea și modificarea bacteriofagilor
Cercetătorii din cadrul Departamentului de Microbiologie și Imunologie de la Universitatea din Otago – Ōtākou Whakaihu Waka, Noua Zeelandă, au dezvoltat o metodă nouă care permite mutația genomului bacteriofagilor – virusuri care infectează bacteriile – la nivel întregului genom, folosind tehnologia CRISPR-Cas.
Metoda, publicată în revista Nature Microbiology, combină secvențierea prin inserție de transpozoni – o tehnică ce utilizează un fragment mobil de ADN capabil să se integreze într-o genă și să o întrerupă – cu selecția bazată pe sistemul CRISPR-anti-CRISPR. Această abordare le permite cercetătorilor să identifice genele esențiale și genele neesențiale pentru supraviețuirea fagilor.
Identificarea genelor esențiale și inserarea de gene noi
Profesorul Peter Fineran, autor principal al studiului, afirmă că bacteriofagii au un potențial enorm în combaterea crizei de rezistență antimicrobiană și în promovarea unei agriculturi sustenabile, ca alternativă la agrochimicale, datorită capacității lor de a distruge bacteriile.
„Cunoștințele noastre despre fagi sunt probabil comparabile cu înțelegerea antibioticelor din anii 1950. Multe gene fagice se află în zona materiei întunecate microbiene – codifică funcții pe care nu le înțelegem – ceea ce limitează capacitatea de a folosi fagii în sănătate și biotehnologie”, a declarat Fineran. „Această nouă dezvoltare reprezintă un salt important în modul în care putem înțelege rapid biologia fagilor și apoi putem folosi aceste cunoștințe pentru a-i face mai eficienți.”
Dr. Manuela Fuchs, coautoare a studiului, explică faptul că, după stabilirea metodei, echipa a extins tehnica pentru a adăuga gene direct în genomul fagilor. „Am descoperit că este posibil să încărcăm gene suplimentare pe transpozon, nu doar proteina noastră anti-CRISPR. Deși am adăugat un marker fluorescent, metoda ar putea fi folosită, de exemplu, pentru a adăuga gene anti-apărare suplimentare fagilor pentru a le îmbunătăți potențialul terapeutic”, a precizat Fuchs.
Aplicații în inginerie genetică și tratarea infecțiilor persistente
Dr. Leah Smith, tot autor principal, subliniază că metoda permite inserarea automată de gene menținând funcția fagului. „Acesta este un mod sistematic, larg aplicabil și rentabil nu doar de a investiga funcția genelor, ci și de a ingineriza rapid genomurile fagilor. Se deschid noi oportunități atât pentru cercetarea fundamentală, cât și pentru dezvoltarea terapeutică viitoare.”
Un exemplu de aplicație implică biofilmurile, care pot cauza infecții greu de tratat pe implanturi protetice și dispozitive medicale. „Cu această nouă tehnică, am putea echipa rapid fagii cu mai multe instrumente pentru a contracara apărările bacteriene, astfel încât să fie folosiți mai ușor pentru a ucide patogeni”, a declarat Smith.
