Британские биотехнологи инженерного отделения Дартмутского колледжа совместно со специалистами компании GlycoFi создали генетически модифицированные дрожжевые штаммы, производящие "очеловеченные" терапевтические белки. Ученым удалось перепрограммировать генетические свойства дрожжевых грибков Pitchia pastoris таким образом, что получаемые на выходе сложные гликопротеины по своей структуре и свойствам полностью идентичны белкам, синтезирующимся в человеческих клетках.
До сих пор ни одна из традиционных технологий, используемых для искусственного выращивания белков, не могла в полной мере справиться с подобной задачей. Дело в том, что в составе человеческих белков присутствуют специфические группы молекул сахаров, которые определяют пространственную конфигурацию этих сложных химических веществ, что, в свою очередь, непосредственно влияет на их функциональные особенности. И хотя само по себе получение аналогов человеческих белков в лабораторных условиях уже давно стало довольно рутинной деятельностью (для этого, как правило, используются либо генетически модифицированные бактерии, либо клетки хомяков), лишь малая их часть - около 20% - структурно соответствует природным формам.
Благодаря новой революционной методике, примененной английскими генетиками, впервые в истории мировой биотехнологии для выделения аналогов сложных человеческих белков были использованы грибковые организмы. Как отмечает один из руководителей этого проекта профессор Тиллман Гернгросс, "полный производственный цикл в наших экспериментах по выращиванию белков из Pitchia pastoris составляет всего четверо суток, тогда как при стандартных методиках, использующих клеточные линии млекопитающих, на это уходит около трех недель. И, что не менее важно, наш продукт на все сто процентов соответствует заявленным параметрам".
Для придания нужных свойств дрожжевым грибкам на первом этапе работы исследователи удалили из них все гены, которые оказывали "неправильное" воздействие на последовательность присоединения сахаров в белковых молекулах. Затем в дрожжи биотехнологи внедрили пять новых генов, благодаря которым в процессе скорректированной белковой сборки и была достигнута искомая форма молекул сахаров, типичная для человеческого организма.
К настоящему моменту британским ученым удалось получить три штамма этих дрожжевых грибков, каждый из которых отвечает за производство отдельной линии различных человеческих гликопротеинов. В течение ближайших полутора лет руководители проекта рассчитывают производить в среднем два новых штамма в месяц, что, по их мнению, позволит уже к середине 2005 года создать практически полный набор известных науке белковых сахарных конфигураций, присутствующих в человеческом организме.
