Neue Methode baut Phagen-DNA ^{CEFR B2}

Ein Forscherteam veröffentlichte in den Proceedings of the National Academy of Sciences eine Methode zur Erzeugung vollständig synthetischer Bakteriophagen-Genome. Die Technik erlaubt es, einzelne Gene gezielt hinzuzufügen oder zu entfernen. Die Arbeit adressiert den Bedarf an Alternativen zur Antibiotikabehandlung, weil bakterielle Resistenz weltweit zunimmt.

Die Gruppe modellierte synthetische DNA nach zwei natürlich vorkommenden Phagen, die Mycobacterium angreifen; Mycobacterium umfasst die Erreger von Tuberkulose und Lepra. Einige Phagen-Genome sind schwer herzustellen, weil sie einen hohen Anteil der Basen G und C haben (etwa 65 %). Traditionelle DNA-Syntheseverfahren haben technische Probleme mit solcher GC-reicher DNA, während Genome mit ausgeglicheneren Basenverhältnissen leichter zu bearbeiten sind.

Die Forscher synthetisierten DNA, die den natürlichen Phagen gleicht, und bauten jedes Genom in zwölf Abschnitte. Einen Phagen verwendeten sie klinisch gegen ein Bakterium, das häufig Menschen mit Mukoviszidose infiziert; dieses Genom umfasst etwa 40.000 Basenpaare. Der andere Phage hat etwa 50.000 Basenpaare. Die Abschnitte wurden in Zellen eingebracht; die Zellen folgten den Anweisungen und produzierten funktionsfähige Phagen.

Die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und einer Firma nutzte Verfahren, die auf die Hürden bei der Synthese von GC-reicher DNA ausgelegt sind. Präzise Genveränderungen werden nun erlauben, die Rolle einzelner Gene zu untersuchen und könnten die Entwicklung gentechnisch veränderter Phagen mit breiteren klinischen Anwendungen erleichtern. Außerdem lagert Hatfulls Labor 28.000 Phagen und unterhält eine Bibliothek von etwa 5.500 Genomen; synthetische Genome könnten langfristig das Aufbewahren großer physischer Proben verringern oder ersetzen.