Ændring af silkeormgener for at forårsage tilsætning af nyttigt protein til silkeproduktion

Et team af forskere med RIKEN Center for Life Science Technologies og National Agriculture and Food Research Organization, både i Japan, har fundet en måde at ændre silkeormgener til at skabe silke med nyttige proteiner. I deres papir offentliggjort i ACS syntetisk biologi , gruppen beskriver deres teknik og foreslår mulige anvendelser til den.

I mange år har forskere bestræbt sig på at forbedre silkens allerede imponerende egenskaber - nogle vil gerne gøre det stærkere, andre til at producere silke naturligt i forskellige farver, mens andre endnu gerne vil inkludere funktioner såsom antibiotiske egenskaber. Sådanne bestræbelser har ikke altid været så frugtbare som ønsket, imidlertid; dermed, forskning fortsætter. I denne nye indsats, forskerne forsøgte at ændre silkens sammensætning ved at få silkeormen til at producere og bruge unaturlige proteiner.

Forskerne forsøgte at få silkeorme til at producere en aminosyre kaldet 4-azido-L-phenylalanin, som ormene ville tilføre silken, de lavede. Forskerne brugte tRNA-syntetase til at få deres silkeproducerende organer til at skabe azidophenylalanin og derefter acceptere det som en tilsat ingrediens i silkeproduktion. De brugte derefter et bakteriescreeningssystem til at luge cellerne ud, der ikke var modtagelige for tilsætning af proteinet, da silke blev spundet. Dette blev efterfulgt af oprettelsen af ​​fire ændrede silkeormstammer og tilføjelse af de gener, der er ansvarlige for at forårsage dannelsen af ​​azidophenylalanin i kun de dele af ormen, der er involveret i at skabe materialer til brug i spinding af silke - så den kan komme til andre kropsdele kunne have ført til uønskede bivirkninger.

På dette tidspunkt, holdet var klar til at teste deres arbejde ved at lade de genetisk modificerede orme spinde noget silke. Test af silke viste, at for to af stammerne, mere end 6 procent af det naturlige enzym var blevet erstattet af azidophenylalanin - bevis på, at deres teknik havde virket. Holdet demonstrerede derefter, at tilsætning af et protein, såsom azidophenylalanin, kunne give en positiv funktion ved at konjugere silken produceret af de modificerede silkeorme til fluorescerende molekyler ved hjælp af klikkemi, hvilket fik kokonerne til at lyse - en lys rød, den anden grøn.

© 2018 Phys.org