В Национальном университете Сингапура разработали систему LySE (литическая селекция и эволюция), которая превращает бактериофаг T7 в инструмент ускоренной эволюции бактерий. Этот вирус способен уничтожать клетки E. coli всего за 17 минут: за это время он заражает бактерию, размножается внутри неё и разрушает клетку, выпуская новые вирусные частицы. Исследователи использовали эту скорость для создания технологии, ускоряющей изменение нужных генов до одного дня вместо недель лабораторной работы.
Обычно вирусы стараются копировать свою генетическую информацию максимально аккуратно: слишком много ошибок может сделать их нежизнеспособными. Учёные перепрограммировали его так, чтобы он намеренно создавал мутации только в выбранных генах бактерии, не затрагивая остальной геном. Частота изменений в целевых участках выросла до уровня, который примерно в 160 тысяч раз выше естественного. Фактически вирус превратили в ускоритель эволюции: система быстро создаёт огромное количество вариантов генов, а затем помогает выбрать лучшие.
Направленная эволюция давно считается одним из важнейших инструментов современной биотехнологии. С её помощью создают новые ферменты, лекарства, промышленные микроорганизмы и биотопливо. В 2018 году за развитие этого подхода даже присудили Нобелевскую премию по химии. Но до сих пор исследователям приходилось выбирать между скоростью экспериментов, точностью контроля и стоимостью процесса. LySE выглядит как первая система, которая пытается совместить всё сразу.
