Направленная эволюция — это развивающая биотехнология, которая сейчас требует кропотливой работы ученых. Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне изложили в статье для Cell способ переложить этот труд на клетки, за развитием которых наблюдают биологи во время экспериментов.

Ученые, занимающиеся направленной эволюцией, отслеживают клетки с точки зрения развития у них желаемых функций. Для этого они используют целый набор тестовой ДНК, которую они вживляют в клетки. Это трудоемкий процесс. При этом для качественного исследования важно количество итераций, поэтому исследователям приходится проводить эту процедуру несколько раз.

Биоинженеры Калифорнийского университета вместо этого сумели модифицировать ДНК дрожжевых грибов так, чтобы стимулировать в клетке многократную и стабильную мутацию отдельных генов.

«Мы можем выращивать и подталкивать эти клетки к эволюционированию во что-то новое, просто выбрав ген, — рассказывает один из авторов исследования Арджун Равикумар. — Наша разработка делает эволюцию чрезвычайно быстрым, простым и масштабируемым процессом».

Находка американских ученых не только помогает проводить лабораторные эксперименты. Ее можно использовать и для разработки лекарств. Так, десятки аналогичных опытов с одним белком позволят узнать все его способы адаптации — например, чтобы выявить резистентность к определенному препарату.

«Вместо того, чтобы вводить антигены животному, чтобы выработать антитела, представьте себе, что можно просто поместить его в культуру клеток дрожжей и получить таким образом антитела», — поясняет автор исследования Чан Лю.

Метод направленной эволюции также позволяет ученым заглянуть в прошлое и изучать историю развития жизни на Земле.