В последнее время ученые-биологи достаточно часто проводят генные модификации бактерий и микроорганизмов, направленные на придание этим микроорганизмам новых возможностей, таких как производство биотоплива, лекарственных препаратов или уничтожение различных токсичных отходов. Но, как часто бывает, внедренную функцию уже невозможно "отключить" и вместо пользы она начинает приносить вред. Такое ограничение до сих пор тормозит некоторые области биологии, не позволяя биоинженерам конструировать новые виды микроорганизмов. Ученые из Бостонского университета, возглавляемые преподавателем биоинженерии Джеймсом Коллинзом (James Collins), разработали генетический "выключатель", с помощью которого можно управлять поведением и функциями микроорганизмов.

Генетический код этого "выключателя" встраивается в набор генов микроорганизма, в месте, отвечающем за выполнение той или иной функции. Используя свет определенной длины волны, можно отключить конкретную функцию микроорганизма или остановить выработку определенного типа белка на неопределенно долгое время. Повторное облучение микроорганизмов светом может реактивировать выполнение функций.



Для демонстрации работоспособности данного метода ученые разработали генетический код "выключателя смерти" для микроорганизмов, одной из основных задач, на которыми работают биологи из различных научных учреждений. В течение долгих лет такие механизмы самоуничтожения микроорганизмов разрабатывались для того, что бы управлять численностью популяции генетически спроектированных микроорганизмов, в случае того, если эти организмы подверглись мутационным изменениям или пережили свою фазу полноценного существования. Но, предыдущие варианты таких генетических выключателей не давали гарантированного результата, что делало невозможным их практического применения.

Выключатель Коллинза, включает измененную генную последовательность, которая под воздействием внешних факторов может триггерообразно изменяться. Этот выключатель затем интегрируется в последовательность ДНК гена, который должен стать управляемым. Когда внутри живой клетки начинается промежуточный шаг выработки белка, производство молекулы РНК, этот выключатель не оказвает на этот процесс никакого влияния. Но, стоит лишь оказать на этот выключатель необходимое внешнее воздействие, как он активируется и связывается с молекулой РНК, останавливая ее дальнейшее производство, следовательно, и производство соответствующего белка. При повторном воздействии выключатель деактивируется, высвобождая молекулу РНК, что подразумевает возобновление производства определенного вида белка в клетке.

Более подробно о выключателе Коллинза можно прочитать в онлайн-издании Национальной академии наук США.