Hvad er bakteriofag phi29?

Skrevet og kontrolleret af biolog María Muñoz Navarro

Sidste ændring: 22 december, 2022

Vira, der inficerer bakterier, kaldes bakteriofager. Margarita Salas undersøgte bakteriofag phi29. Hun opdagede et enzym, der var i stand til at katalysere DNA-amplifikation ved høje hastigheder.

Margarita Salas var en spansk biokemiker, der modtog European Inventor Award i 2019. Hun dedikerede det meste af sin videnskabelige karriere til studiet af en bakteriofagvirus kaldet phi29. I dag har denne virus betydelige bioteknologiske anvendelser.

For at give dig en bedre idé om, hvad denne virus er, forklarer vi ordet bakteriofag. Dette ord kommer fra en kombination af “bakterier” og “fag”. Fag betyder “at spise” på græsk. Så vi taler dybest set om vira, der “spiser” bakterier.

I denne artikel fortæller vi dig på den mest enkle måde alt om Salas’ store opdagelse og dens anvendelighed i forskningsverdenen.

En virus’ struktur

En virus er et mikroskopisk middel, der kan inficere mange organismer, såsom dyr, planter, svampe og bakterier. Vira har ikke deres egen enhed. Dette betyder, at de er afhængige af andre celler for at reproducere. Som et resultat betragtes de som en type parasit.

Inde i en virus er der genetisk materiale. Dette materiale – DNA eller RNA – er nødvendigt for at kode dets proteiner. Det genetiske materiale indpakkes eksternt. Derefter binder adhæsionsproteiner dette materiale til overfladen af ​​andre celler.

Bakteriofag phi29: Udtrykket bakteriofag og dets betydning

Bakteriofager (eller fager) er vira, der inficerer bakterier. På den ene side er der vira, der implanterer deres genom i kromosomet i værtscellen. Disse kaldes lysogene fager. Disse fager giver bakterier gener til at kode nye proteiner. På den anden side er der vira, der replikeres i bakterierne. Disse vira kaldes litiske fager.

Betydningen af ​​bakteriofager stammer fra deres evne til at mindske bestanden af ​​visse bakterier.

Forskere har brugt bakteriofager siden 1920’erne. I løbet af denne periode gav en mikrobiolog ved navn Felix d’Herelle en fag til en 12-årig dreng til behandling af dysenteri. Barnet kom sig inden for få dage. I 1921 behandlede lægerne, Richard Bruynoghe og Joseph Maisin, en hudsygdom kaldet stafylokokker med bakteriofager.

De behandlede patienters tilstand forbedredes i løbet af 24 til 48 timer. Læger har også brugt fager til at behandle tusindvis af mennesker med kolera eller byldepest.

I øjeblikket bruger fødevareindustrien fagterapi til at kontrollere E. coli. Læger bruger også denne terapi til at behandle infektionssygdomme, sygdomme i bughulen og betændelse i øregangen. De bruger det også til at eliminere visse bakterier hos mennesker, der lider af cystisk fibrose.

Margarita Salas og bakteriofag phi29

Margarita Salas, kandidat i biokemi, var en af ​​de største videnskabsfolk i Spanien. Salas arbejdede tæt sammen med Severo Ochoa, der vandt en Nobelpris i medicin. De to arbejdede tæt sammen i USA. Ochoa tilbragte 45 år med at studere bakteriofag phi29 i løbet af 1960’erne. Han stolede på tre karakteristika ved denne unikke fag under sine studier:

• Dens lille størrelse – den har kun 20 gener.
• Kompleksiteten af ​​dens morfologi.
• Det var en stort set ukendt fag.

Fag phi29 er en lytisk virus, der tilhører familien Podoviridae. Den består af dobbeltstrengede DNA-molekyler. Derudover inficerer den en type bakterier kaldet Bacillus subtilis og andre bakterier fra Bacillus-slægten.

Mange eksperter betragter denne bakteriofag som en model til studiet af molekylærbiologi. Det er en model til forståelse af kontrollen med genudtryk og forskellige biologiske mekanismer, såsom DNA-replikation.

Selvom Salas udførte grundlæggende undersøgelser, har hendes opdagelse i dag vigtige bioteknologiske anvendelser. Forskere opdagede, at bakteriofagen phi29 fungerer som et DNA-enzym til DNA-amplifikation.

Så hvad betyder det? Lad os forklare det. Enzymer er proteiner, der fremskynder kemiske reaktioner – den slags, der forekommer i alle organismer. For eksempel er DNA-polymerase i dette tilfælde et enzym, der syntetiserer DNA. Faktisk er de vigtige for DNA-replikation.

Hvad er DNA-amplifikation?

DNA-amplifikation sker gennem en procedure kaldet PCR (Polymerase Chain Reaction). Grundlæggende, hvis forskere vil se nærmere på en bestemt del af DNA, kan de lave millioner af kopier af den sekvens.

Derefter giver dette forskere mulighed for bedre at analysere og identificere denne del af DNA’et. En biokemiker ved navn Kary Mullis skabte denne proces. Faktisk vandt han Nobelprisen i kemi i 1993 på grund af dette.

Salas’ opdagelse af bakteriofag phi29 giver forskere mulighed for at amplificere endnu mindre fragmenter af DNA. For eksempel kan de se på DNA på størrelse med en celle! Eksperter kalder denne procedure MDA (Multipla Displacement Amplification). Som et resultat er DNA-test hurtigere og mere pålidelige.

Som det sidste skal vi nævne, at Salas’ teknik har anvendelser inden for mange forskellige videnskabelige områder, såsom onkologi, arkæologi og retsmedicin.

For eksempel, hvis kriminaltekniske eksperter finder et hår på et gerningssted, så giver denne proces dem mulighed for at identificere, hvem det tilhører. Derudover kan onkologer se på endnu mindre cellegrupper, der forårsager tumorer.

Margarita Salas dedikerede hele sit liv til forskning. Forskere betragter hendes opdagelse som en milepæl i den videnskabelige verden. Den vil åbne mange døre for nye videnskabelige fremskridt.