Найден способ синтезировать гепарин в культивируемых клетках

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего приблизились еще на один шаг к возможности получения гепарина в культивируемых клетках. Они обнаружили важный ген, который участвует в биосинтезе этого вещества. Статья об открытии опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Гепарин представляет собой прямой антикоагулянт — вещество, которое препятствует свертыванию крови. Он применяется, например, для лечения и профилактики тромбоэмболий, при операциях на сердце и кровеносных сосудах, а также для лабораторных анализов крови. На сегодняшний день это соединение получают извлечением готового препарата из стенок кишечника свиньи, в организме которой он производится тучными клетками. Однако такой метод получения создает проблемы для безопасности конечного препарата и его устойчивого производства.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего предположили, что синтез гепарина должен находиться под контролем факторов транскрипции. Именно их существованием можно объяснить, почему гепарин производится только в определенных типах тканей тучными клетками. Но до сих пор такие факторы транскрипции известны не были.

Авторы нового исследования использовали специальное программное обеспечение для сканирования генов, кодирующих ферменты, которые участвуют в производстве гепарина. Ученые искали элементы последовательности, которые могли бы представлять собой сайты связывания для факторов транскрипции. Наличие этих структур может указывать на то, что исследуемый ген регулируется фактором транскрипции. В результате биологам удалось выделить последовательность ДНК, которая регулировалась фактором ZNF263.

Затем, используя технологию редактирования генов CRISPR/Cas9, исследователи поместили ZNF263 в человеческие клетки, которые обычно не производят гепарин. Авторы обнаружили, что гепарансульфат, который эта клеточная линия обычно производила, теперь химически изменился и стал больше похож на целевое вещество — гепарин. Дальнейшие эксперименты показали, что ZNF263 подавляет ключевые гены, участвующие в производстве гепарина. Проведенный исследователями анализ данных экспрессии генов из лейкоцитов человека показал, что синтез ZNF263 в тучных клетках и базофилах животных подавляется.

Это позволило ученым сделать вывод, что открытый ими ген подавляет синтез гепарина, и, следовательно, его отключение может позволить производить целевое вещество. Этот вывод может иметь важное значение для биотехнологии. Промышленные клеточные линии, такие как клетки CHO, которые обычно не способны производить гепарин, с учетом результатов работы можно генетически модифицировать для производства более безопасного и чистого антикоагулянта.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.