Un equipo de científicos del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. Y el Instituto de Tecnología de Massachusetts han desarrollado y demostrado una herramienta pionera de biología sintética para entregar la programación de ADN en una amplia gama de bacterias.
Esta investigación fue publicada recientemente en la revista Microbiología de la naturaleza , y apareció como portada de la edición de septiembre de 2018.
La investigación fue patrocinada, en gran parte, por la Oficina del Secretario de Defensa a través de un programa de Iniciativa Colaborativa de la Universidad del Laboratorio, o LUCI, para proporcionar acceso temprano y acelerar la innovación del laboratorio del Departamento de Defensa a través de la asociación y colaboración con científicos líderes en todo el país.
Los investigadores de ARL dijeron que reconocen que la alta tasa de maduración en el campo de la biología sintética exige "lazos fuertes con la comunidad en general para aprovechar los avances e influir en el campo a medida que avanza".
Esa aceleración, en este caso, es la capacidad del Ejército de diseñar genéticamente microbios no domesticados que prosperan en entornos austeros o, en muchos casos, acceden a conjuntos de materiales especializados de alto valor que no son posibles con la tecnología actual.
"Gran parte del trabajo actual en biología sintética ha utilizado una pequeña cantidad de microbios domesticados, incluyendo E. coli o levadura", dijo el Dr. Bryn Adams de la Rama de Biotecnología de ARL. "Desbloquear el acceso genético a microbios no domesticados ha sido una barrera importante"a la adopción militar de productos de biología sintética "
Adams explicó además que existe la necesidad de herramientas de biología sintética ampliamente aplicables que permitan el acceso a una amplia gama de microorganismos, incluido el paso más fundamental de la ingeniería genética, la capacidad de transferir ADN a una célula.
El enfoque novedoso del equipo para abordar este problema utiliza una bacteria Bacillus subtilis diseñada, denominada XPORT, para entregar ADN de una manera altamente precisa y controlada a una amplia variedad de bacterias.
La bacteria XPORT facilitó múltiples demostraciones de la función recientemente programada, incluido el informe de proteínas fluorescentes, en 35 bacterias diferentes, algunas de las cuales nunca antes se identificaron y mucho menos se caracterizaron porque se aislaron recientemente de un sensor de humedad del suelo en el laboratorio.
Al discutir la presencia generalizada de bacterias en todos los entornos y el acceso a estos microbios por primera vez, el profesor del MIT y autor correspondiente, el Dr. Christopher Voigt, dijo: "Todos los sistemas de soldados, vehículos y armas están cubiertos con bacterias vivas. Estamos buscandoEsperamos comprender cómo cambian estas bacterias dependiendo del teatro, ahora tienen la capacidad de controlarlas para un rendimiento óptimo sostenido ".
Esta investigación es el preludio del primer programa de biología sintética del laboratorio del servicio DOD, denominado Living Materials, que se lanzará oficialmente en octubre de 2018.
La visión a largo plazo de este programa es impartir funciones vivas, reactivas y receptivas a los materiales para su operación en entornos relevantes del Ejército que brinden capacidades disruptivas, como materiales ensamblados ajustables, autocuración y adaptación para protección avanzada y logística transformadora.
La Dra. Dimitra Stratis-Cullum, coautora del manuscrito y coautora del programa ARL Living Materials, explicó: "La próxima frontera en biología sintética traerá avances sin precedentes en materiales inteligentes y de alto rendimiento, pero requerirá mover el estado del artedesde la producción de moléculas hasta materiales, así como desde el laboratorio hasta el campo. Esto requiere que el Ejército impulse los avances en herramientas para chasis militares relevantes y que cierre la brecha en las relaciones de función de estructura para materiales militares de alto rendimiento ".
Esta investigación también tiene impactos significativos fuera del DOD, dijeron los científicos.
"En el documento, demostramos la flexibilidad de XPORT mediante la ingeniería de bacterias aisladas de la piel humana, las heces humanas y el suelo agrícola", dijo la autora principal, la Dra. Jennifer Brophy. "Los microbios de estos entornos son buenos candidatos para los probióticos diseñados para mejorar los humanossalud o agricultura "
Los científicos del Ejército creen que es imperativo que el Ejército actúe ahora para contrarrestar a los adversarios que aprovecharán estos avances para las amenazas de la próxima generación en el entorno operativo futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio de investigación del ejército de EE. UU. . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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