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工程有机体可以诊断克罗恩氏病

导读休斯敦-(2021年5月17日)-在迈向合成生物学临床应用的重要一步中,莱斯大学的研究人员设计了一种细菌,该细菌具有诊断人类疾病的必要能力。

休斯敦-(2021年5月17日)-在迈向合成生物学临床应用的重要一步中,莱斯大学的研究人员设计了一种细菌,该细菌具有诊断人类疾病的必要能力。

肠道细菌大肠杆菌的工程菌株在遇到酸中毒时会感知pH并发亮,这是一种酸性状况,通常在炎症性肠病(如结肠炎,回肠炎和克罗恩氏病)爆发时发生。

科罗拉多大学医学院的研究人员在克罗恩氏病小鼠模型中使用了水稻产生的生物,以证明酸中毒激活了一组签名基因。先前已经在克罗恩氏病患者的活动性炎症期间观察到人类中相应的遗传特征。结果可在《美国国家科学院院刊》上在线获得。

该研究的合著者杰弗里·塔博尔(Jeffrey Tabor)是由实验室设计的pH敏感细菌,他说,可以对其重新编程,以使其颜色出现在马桶上,而不是使用CU School of Medicine实验中使用的荧光标签。

赖斯布朗工程学院生物工程学副教授塔博尔说:“我们认为可以将其添加到食品中,并可以通过编程将厕所水变蓝,以在爆发爆发时向患者发出警告。”

细菌在其35亿年的历史中,已经进化出无数种特异性和敏感的遗传回路来感知周围环境。Tabor及其同事开发了一种生物黑客工具包,可让他们混合并匹配这些细菌传感器的输入和输出。Rice博士发现了pH传感电路。学生Kathryn Brink在2019年的即插即用工具包演示中。

PNAS研究的共同作者,中医学院的粘膜炎症计划主任肖恩·科尔根(Sean Colgan)和科尔根实验室的博士后研究员伊恩·卡特赖特(Ian Cartwright)阅读了有关pH传感器的信息,并与塔博尔(Tabor)联系,以查看是否可以将其用于实验室。克隆氏病的小鼠模型。

CU医学院的Levine-Kern医学和免疫学教授Colgan说:“事实证明,通过无创方法测量肠内的pH非常困难。

因此,布林克(Brink)花了几周的时间将必要的传感器电路拼接成一个有机体,然后将其发送给了Colgan的实验室。

塔博尔说:“通常,肠道的pH值约为7,这是中性的,但克罗恩氏病会引起很多炎症,pH值约为3,这是很酸性的。”

塔博尔说,科尔根和同事研究了在这种条件下打开和关闭的基因,“需要一种测量肠道pH的工具,以表明他们在体外实验中观察到的东西也确实是在活动物中发生的。”说。

柯根说:“定殖这种细菌菌株是监测活动性炎症期间酸中毒的理想生物学工具。”“证明肠道基因表达与细菌pH感应细菌相关联,是肠道活动性炎症的有用且有价值的生物标志物。”

塔博尔说,他认为pH敏感细菌有可能在几年内用于人类临床试验。

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