В последнее десятилетие наблюдается всплеск исследований в области изучения микробиома, и вместе с этим меняется наше понимание о потенциальных возможностях микробиоты человека. Генная инженерия микробиоты человека – важнейшее направление современных исследований в данной области. Однако, разработка управляемых геномодифицированных штаммов, направленных на выполнение определенных задач (таких как изменение метаболизма лекарств или синтез метаболитов) весьма непроста.

Одной из главных проблем при создании геномодифицированных штаммов является отсутствие управляемого контроля активности роста и размножения модифицированных бактерий. Помимо этого, рекомбинатные штаммы (в основном, представленные штаммами кишечной палочки - E.coli) не относятся к доминирующим представителям кишечной микробиоты и не всегда способны оказывать подавляющее влияние на метаболизм хозяина.

До недавнего времени создание геномодифицированных штаммов основных представителей кишечной микробиоты с управляемым ростом и размножением оставалось открытым актуальным вопросом. Однако, две независимые исследовательские группы из Йельского университета создали новые подходы к манипулированию геномодифицированными бактероидами - основными представителями микробиома кишечника.

Исследователи разработали способ модифицировать промоторную последовательность ответственных за размножение генов бактероидов, сделав её индуцибельной - регуляция экспрессии таких генов зависела от эффекторных молекул.

В опытах на грызунах исследователями была продемонстрирована не только эффективность таких молекул, но и уникальный подход к попаданию их в организм - индуцибельные молекулы добавляли в питьевую воду животных (схема). Другой подход включал в себя применение вирусного промотора, который, в отличие от предыдущего метода, повышал экспрессию необходимых генов почти в 70 раз in vitro, но не был однозначно успешным в модели in vivo.

Авторы работ предполагают, что разработанные подходы вносят значительный вклад в разработку управляемых рекомбинантных штаммов, а также прогнозируют их совместное применение.

Источник: Cell, 2017