En medicina y biotecnología, la capacidad de producir proteínas con funciones nuevas o mejores es esencial, pero los métodos actuales a menudo son lentos y trabajadores. Ahora, los científicos de investigación de Scrap han desarrollado una plataforma de organismo artificial que acelera la autoevolución, permite a los investigadores producir proteínas con miles de veces más útiles, miles de veces más útiles que la naturaleza. Este sistema, que se llama T7-aracle, se describió en Ciencia El 7 de agosto de 2025, y representa un progreso en el que los investigadores pueden diseñar el tratamiento del cáncer, la neurodegencia y el tratamiento de cualquier otra área de enfermedad.
“Esto es como dar un botón acelerado a la evolución”, dice Pete Schulettz, presidente de Scraps Research y CEO Co -senior autor del CEO.
La evolución directiva es un proceso de laboratorio que incluye la introducción de variaciones con una mejor función en múltiples bicicletas y la elección de variaciones. Se utiliza para las propiedades deseadas, como anticuerpos altamente seleccionados y de alto consumo, enzimas con nuevas características o propiedades qatálicas, o la aparición de variables de resistencia en los objetivos de las drogas. Sin embargo, los métodos tradicionales a menudo requieren manipulación de ADN y rondas repetidas, que llevan una semana o más en cada período. Sistema para la evolución constante, donde la proteína se fabrica dentro de las células vivas sin intervención manual, este proceso es simple al activar la variación y selección simultánea con cada período de la división celular (aproximadamente 20 minutos para bacterias). Pero el enfoque actual se limita a complejidad técnica o tasas de mutación menores.
Evita estos obstáculos por T7-aracle Engineering E -colonía Las bacterias, un modelo de organismos estándar en los organismos moleculares, el segundo derivado del bacteriófago T7, para producir una copia de ADN artificial, un virus que afecta las bacterias y ha sido ampliamente estudiado por su fácil y eficiente sistema duplicado. El T7 permite la hipertensión continua y la evolución rápida de los biomicroomcols orales, y está diseñado para aplicarse ampliamente a muchos objetivos de proteínas y desafíos biológicos. Conceptivamente, T7-byorce extiende los esfuerzos en los sistemas duplicados ortogonales existentes y lo extiende, lo que significa que trabajan por separado de la maquinaria de la célula como en Arthurp Saccharomyces cerevisia (Levadura de panadería) y acuario en el interior E -colonía. En comparación con estos sistemas, T7-Racle se beneficia con una alta mutagénesis, un rápido crecimiento, una alta eficiencia de cambio y una facilidad con la que E -colonía El huésped y el plásmido replicante circular se pueden integrar en flujos de trabajo de biología molecular estándar.
El sistema ortogonal T7 Oracle solo se dirige al ADN plasmade (pequeñas piezas circulares de material genético), dejando intacto el genoma del huésped de la célula. La ingeniería de ADN T7 se polimeriza (una enzima viral que produce ADN), para ser un error, introdujo los cambios en los genes objetivo a una velocidad de 100,000 veces más de lo habitual sin dañar las células huésped.
“El sistema representa un desarrollo importante en la evolución permanente”, dice Christian Derex, profesor asistente de química de la investigación de Scraps. “Cada semana, en lugar de una era de evolución, cada vez que se divide la célula, obtienes un objetivo, por lo que realmente acelera este proceso”.
Para demostrar la fuerza del T7-Axal, el equipo de investigación insertó un gen resistente a los antibióticos conjuntos, TEM-1 β-lactamasa en el sistema y lo expuso E -colonía Células para aumentar la dosis de varios antibióticos. En menos de una semana, el sistema desarrolló versiones de la enzima que pueden resistir los niveles de antibióticos hasta 5,000 veces más que originales. El concepto de esta evidencia no solo mostró la velocidad y la precisión del T7-Orche, sino que también mostró una copia de cómo surge la resistencia en respuesta a los antibióticos y también mostró su mundo real.
Derex señaló: “Lo sorprendente era cuán estrechamente hemos visto el mundo real de la resistencia al mundo real que se encuentra en entornos clínicos”. En algunos casos, hemos visto nuevas colecciones que funcionan mejor que las que lo ven en la clínica. “
Pero Derex enfatiza que el estudio no se centra en la resistencia a los antibióticos.
Explicó: “Este no es un artículo sobre TEM-1 β-lactamasa”. El gen era solo un banco de una buena característica que muestra cómo funciona el sistema. Lo importante es que ahora, en lugar de meses, podemos preparar cualquier proteína como los objetivos de drogas contra el cáncer y las enzimas de tratamiento. “
Como plataforma de ingeniería de proteínas, la capacidad del Aracle de T7 más amplia está en su adaptación. Aunque hecho en el sistema E -coloníaLa bacteria actúa principalmente como un vaso para la evolución continua. Los científicos pueden ingresar genes de humanos, virus u otras fuentes, que luego se introducen E -colonía Las células T7-Oracle transforman estos genes, que producen diferentes proteínas que pueden ser seleccionadas o seleccionadas para mejorar. Porque E -colonía Fácil de crecer en los laboratorios y ser ampliamente utilizado, proporciona un sistema simple y expansivo para producir cualquier proteína de cualquier interés.
Esto puede ayudar a los científicos a desarrollar anticuerpos más rápidamente para dirigirse al cáncer específico, desarrollar enzimas de tratamiento más efectivas y diseñar proteínas que apunten a la proteína involucrada en el cáncer y la enfermedad neurodegenerativa.
“Curiosamente, no se limita a una enfermedad o un tipo de proteína”, dice Derex. “Dado que este sistema está personalizado, puede dejar cualquier gen y prepararlo hacia lo que se necesita”.
Además, T7-aracle funciona con Standard E -colonía Cultura y gripe de trabajo de trabajo ampliamente utilizado, evite el complejo protocolo requerido por otros sistemas evolutivos permanentes.
“Lo importante que lo separa es lo fácil que es implementar”. “No se necesitan equipos o habilidades especiales aquí. Si ya trabaja E -coloníaProbablemente pueda usar este sistema con ajustes mínimos. “
T7 refleja el propósito más amplio de Oracle Schultz: la construcción del proceso biológico clave como la copia de ADN, la transcripción de ARN y la traducción de proteínas, por lo que funcionan libremente desde la célula huésped. Esta separación permite a los científicos volver a programar estos procesos sin interrumpir la actividad celular normal. Al duplicar los procesos básicos del genoma, herramientas como T7-Oracle Advance organismos artificiales.
“En el futuro, estamos interesados en usar este sistema para desarrollar polímeros que puedan crear completamente una copia de ácidos nucleares no naturales: moléculas artificiales que son similares al ADN y el ARN, pero con nuevas propiedades químicas“” Derex dice. “Esto abrirá las posibilidades de genómica artificial que estamos comenzando a encontrar”.
Actualmente, el equipo de investigación se centra en la adaptación de proteínas para fabricar enzimas derivadas humanas y reconocer secuencias de proteínas relacionadas con el cáncer específicas para el uso del tratamiento.
“El enfoque T7-Auracele se integra mejor en ambos mundos”, dice Schuletts. “Ahora podemos conectar el diseño de proteínas racionales con evolución permanente para que las moléculas funcionales puedan descubrirse de manera más eficiente”.
Además de los autores del estudio, Dereks y Schuletz “,Un reflejo ortogonal T 7 para hipertensión continua y evolución rápida en e -coli“Es Philip Solopman, Senthisia Rong, Thomas Gully, Yahooi Ban, semilla y David A.
El trabajo fue ayudado por el Instituto Nacional de Salud (Grant RGM145323A).
