Ученые из Массачусетского института технологий (США) разработали метод управления синтетическими генами, который может помочь в тонкой настройке производства моноклональных антител, используемых в лечении рака, и других полезных белков. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Многие терапевтические белки, в т.ч. моноклональные антитела, производятся в больших биореакторах, содержащих клетки млекопитающих. Несколько лет назад ученые начали работать над проектом по разработке инструментов синтетической биологии, которые позволили бы было бы увеличить производство этих белков, полезных для лечения заболеваний.
Для этого ученые нацелились на промоторы генов, которые они хотели активировать. Во всех клетках млекопитающих гены имеют промоторную область, которая связывается с факторами транскрипции — белками, запускающими транскрипцию гена в информационную РНК.
В предыдущей работе ученые разработали синтетические факторы транскрипции, в т.ч. белки, активирующие гены-мишени. Но эти белки и другие типы синтетических факторов транскрипции должны перерабатываться для каждого гена, на который они нацелены, что делает их разработку крайне сложной.
Ранее ученые разработали фактор транскрипции на основе CRISPR, который облегчил контроль транскрипции встречающихся в природе генов в клетках млекопитающих и дрожжей. Теперь авторы намеревались развить эту работу, чтобы создать библиотеку синтетических биологических частей, которые позволили бы доставлять трансген и контролировать его экспрессию.
Система, которую разработали исследователи, включает в себя транскрибируемый ген вместе с «операторной» последовательностью, состоящей из ряда сайтов связывания искусственных транскрипционных факторов; направляющую РНК, которая связывается с этими операторными последовательностями; домен активации транскрипции, присоединенный к «выключенному» белку Cas9.
Разработанная система была протестирована на нескольких типах клеток млекопитающих, в т.ч. на клетках яичника хомяка, которые обычно используются для производства терапевтических белков в промышленных биореакторах.
Результаты показали, что система может работать в разных клетках млекопитающих с очень стабильными результатами. Ее можно использовать для разных типов клеток и разных ген-мишеней, получая ожидаемый результат.