لماذا يستخدم E.coli لاستنساخ الجينات

by تيريزا فيليبس

كائن حيوي متعدد الاستعمالات ذو إمكانات هائلة

للكائنات الحية المجهرية Escherichia coli تاريخ طويل من الاستخدام في صناعة التكنولوجيا الحيوية وما زال الكائن الدقيق المختار لمعظم تجارب الاستنساخ الجيني. على الرغم من أن الإشريكية القولونية معروفة لدى عامة السكان بالطبيعة المعدية لسلالة واحدة (0157: H7) ، فإن قلة من الناس يدركون مدى تنوع الإشريكية القولونية متعددة الاستخدامات والأبحاث المفيدة. هناك العديد من الأسباب التي جعلت E. coli تستخدم على نطاق واسع وما زالت مضيفًا مشتركًا للحمض النووي المؤتلف .

01 البساطة الجينية

تقدم البكتيريا أدوات مفيدة للبحث الجيني بسبب حجمها الجيني الصغير نسبيا مقارنة بحقيقيات النواة. لا تحتوي خلايا الإشريكية القولونية سوى على حوالي 4،400 جين في حين أن مشروع الجينوم البشري قد حدد أن البشر يحتويون على حوالي 30،000 جين. أيضا ، والبكتيريا ، بما في ذلك كولاي ، تعيش حياتها بأكملها في حالة أحادية العدد (وجود مجموعة واحدة من الكروموسومات غير المزاوجة). ونتيجة لذلك ، لا توجد مجموعة ثانية من الكروموسومات لإخفاء تأثيرات الطفرات أثناء تجارب هندسة البروتين .

02 معدل النمو

تنمو البكتيريا عادة أسرع بكثير من الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا. تنمو E. coli بسرعة بمعدل جيل واحد لكل عشرين دقيقة تحت ظروف النمو المعتادة. وهذا يسمح بإعداد ثقافات مرحلة السجل (منتصف الطريق إلى الكثافة القصوى) بين عشية وضحاها والنتائج التجريبية الوراثية في مجرد ساعات بدلا من عدة أيام أو شهور أو سنوات. كما يعني النمو الأسرع أيضًا معدلات إنتاج أفضل عند استخدام الثقافات في عمليات التخمير المتصاعدة .

03 السلامة

توجد بكتيريا E. coli بشكل طبيعي في المسالك المعوية للبشر والحيوانات حيث تساعد على توفير المغذيات (الفيتامين K و B12) لمضيفها. هناك العديد من السلالات المختلفة من E. coli التي قد تنتج السموم أو تسبب مستويات مختلفة من العدوى إذا تم تناولها أو السماح لغزو أجزاء أخرى من الجسم. على الرغم من السمعة السيئة لسلالة واحدة سامة بشكل خاص (O157: H7) ، إلا أن E. coli تكون حميدة نسبياً إذا تم التعامل معها بنظافة معقولة.

04 إن E. Coli Genome جيدًا

كان جينوم الإشريكية القولونية هو الأول الذي تم تسلسله بالكامل (في عام 1997). ونتيجة لذلك ، تعتبر E. coli أكثر الكائنات الحية الدقيقة دراسةً. إن المعرفة المتقدمة بآليات التعبير عن البروتين يجعل من الأسهل استخدامها للتجارب التي يكون فيها التعبير عن البروتينات الأجنبية واختيار المؤتلفات أمرًا ضروريًا.

05 القدرة على استضافة الحمض النووي الأجنبي

تم تطوير معظم تقنيات الاستنساخ الجيني باستخدام هذه البكتيريا وما زالت أكثر نجاحًا أو فعالية في الإشريكية القولونية منها في الكائنات الدقيقة الأخرى. ونتيجة لذلك ، فإن إعداد الخلايا المختصة (الخلايا التي ستتناول الدنا الغريب) ليس معقدًا. غالباً ما تكون التحولات مع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى أقل نجاحاً.

06 E Coli Is Easy للعناية

لأنها تنمو بشكل جيد في الأمعاء البشرية ، تجد E. coli أنه من السهل أن تنمو حيث يمكن أن يعمل البشر. فمثلا:

انها مريحة للغاية في درجة حرارة الجسم. في حين أن درجة الحرارة 98.6 درجة قد تكون دافئة قليلاً لمعظم الناس ، إلا أنه من السهل الحفاظ على درجة الحرارة في المختبر.
تعيش E. coli في الأمعاء البشرية ، مما يعني أنها ليست روائح عن طعامها. أساسا ، من دواعي سرورنا أن تستهلك أي نوع من الطعام predigested.
يمكن أن تنمو على حد سواء الهوائية واللاهوائية. وبالتالي ، يمكن أن تتكاثر في أمعاء الإنسان أو الحيوان ولكن سعيد بنفس القدر في طبق بتري أو قارورة.

كيف تحدث إي كولاي الفارق

E. كولي هو أداة متعددة الاستخدامات بشكل لا يصدق للمهندسين الوراثيين ؛ ونتيجة لذلك ، أنتجت بالفعل مجموعة مذهلة من الأدوية والتقنيات. حتى ، وفقاً لـ "الميكانيكا الشعبية" ، أصبحت أول نموذج أولي لجهاز حاسوب حيوي: "في نسخة معدلة من E. coli" ، طورها باحثون في جامعة ستانفورد في مارس الماضي ، توجد سلسلة من الحمض النووي في السلك والإنزيمات. من المحتمل أن تكون هذه خطوة نحو بناء حواسيب عاملة داخل الخلايا الحية التي يمكن برمجتها للسيطرة على التعبير الجيني في الكائن الحي ". لا يمكن إنجاز مثل هذا العمل إلا من خلال استخدام كائن حي مفهَّل جيداً ، وسهل العمل معه ، وقادر على التكاثر بسرعة.