Дрожжи теперь могут производить человеческую ДНКазу-1

Человеческий белок, который используется, среди прочего, против муковисцидоза, в настоящее время производится только в клетках млекопитающих с применением значительных усилий и денег. Белок ДНКаза1 — один из старейших биологических агентов в истории: он присутствует на рынке с 1958 года и в настоящее время используется, среди прочего, для лечения муковисцидоза. Однако для его производства в иммортализованных клетках хомяка требуются значительные усилия. Этот процесс также является дорогостоящим. Было бы гораздо выгоднее производить его из нетребовательных дрожжевых клеток. Команда под руководством доктора Маркуса Напирей на кафедре анатомии и молекулярной эмбриологии Рурского университета в Бохуме под руководством профессора Беате Бранд-Сабери смогла добиться этого впервые. «Это результат многолетней работы, который может заложить основу для производства человеческой ДНКазы 1 в дрожжах в качестве биологического агента», — сказал он. — говорит исследователь. Работа была опубликована в журнале PLOS ONE 29 апреля 2025 года. Дрожжевой гриб Pichia Pastoris является популярным помощником в производстве терапевтически эффективных биологических агентов. Генетическая информация о желаемом белке имплантируется в дрожжевые клетки с помощью электрического импульса через искусственную молекулу ДНК, полученную в лаборатории. Затем дрожжевые клетки стабильно интегрируют эту молекулу в свой геном, считывают ее и высвобождают закодированный в ней белок. «Преимуществами дрожжей перед клетками млекопитающих являются экономичные условия культивирования, высокая скорость размножения без необходимости иммортализации клеток и более низкая восприимчивость к патогенам», - сказал он. объясняет Напирей. В своей докторской диссертации Ян-Оле Кришек под руководством Напирея и профессора Ханса Георга Мангерца он смог экспрессировать человеческую ДНКазу 1 в Pichia Pastoris, очистить ее и впервые охарактеризовать. Исследователи были удивлены тем, что дрожжи производят значительно меньше человеческой ДНКазы-1, чем мышиная ДНКаза-1, которая использовалась в качестве ориентира, хотя оба белка имеют общую первичную структуру на 82 процента. «Отчасти это связано со специфическим поведением сворачивания двух белков», — сказал он. — говорит Напирей. Что касается биохимических и функциональных характеристик, мышиная ДНКаза-1 каким-то образом служит моделью для фармакологически адаптированных изоформ человеческой ДНКазы-1, которые в настоящее время находятся в стадии разработки. ДНКаза1 — это белок, который встречается в выделениях и жидкостях организма. Его цель — разрушить внеклеточную ДНК, которую организм затем может утилизировать или переработать. Организм может выделять ДНК из собственных клеток и микроорганизмов в различных местах, что при определенных обстоятельствах вызывает симптомы заболевания, например, возникающие при муковисцидозе. Это заболевание приводит к образованию вязкой бронхиальной слизи, которая также содержит ДНК. Человеческий фермент ДНКаза1 вырабатывается из эпителиальных клеток яичников хомяков и продается с 1993 года. Вдыхаемая ДНКаза1 разжижает насыщенную ДНК и, следовательно, вязкую бронхиальную слизь, что облегчает откашливание. ДНКаза1 потенциально может быть использована и в других патологических процессах.