Varför E. coli används för genkloning

by Theresa Phillips

En mångsidig mikroorganisma med otrolig potential

Mikroorganismen Escherichia coli har en lång historia av användning inom bioteknikindustrin och är fortfarande den önskade mikroorganismen för de flesta genkloningsexperimenten. Även om E. coli är känt för den allmänna populationen för den infektiösa naturen hos en viss stam (0157: H7) är få personer medvetna om hur mångsidig och användbar E. coli är för genetisk forskning. Det finns flera anledningar att E. coli användes så mycket och är fortfarande en vanlig värd för rekombinant DNA.

01 genetisk enkelhet

Bakterier gör användbara verktyg för genetisk forskning på grund av deras relativt små genomstorlek jämfört med eukaryoter. E. coli- celler har bara cirka 4 400 gener, medan det mänskliga genomprojektet har bestämt att människor innehåller cirka 30 000 gener. Bakterier, inklusive E. coli , lever också hela sin livstid i ett haploidt tillstånd (med en enda uppsättning opjusterade kromosomer). Som ett resultat finns det ingen andra uppsättning kromosomer för att maskera effekterna av mutationer under proteinetekniska experiment.

02 Tillväxt

Bakterier växer vanligen mycket snabbare än mer komplexa organismer. E. coli växer snabbt med en hastighet av en generation per tjugo minuter under typiska tillväxtbetingelser. Detta möjliggör förberedelse av kulturer i logfas (medelväg till maximal densitet) över natten och genetiska experimentella resultat i blotta timmar istället för flera dagar, månader eller år. Snabbare tillväxt betyder också bättre produktionshastigheter när kulturer används i uppskalade jäsningsprocesser .

03 Säkerhet

E. coli finns naturligt i tarmkanalerna hos människor och djur där det hjälper till att ge näringsämnen (vitaminer K och B12) till sin värd. Det finns många olika stammar av E. coli som kan producera toxiner eller orsaka varierande infektionsnivåer om de tas in eller får invadera andra delar av kroppen. Trots det dåliga rykte hos en särskilt giftig stam (O157: H7) är E. coli i allmänhet relativt oskadlig om den hanteras med rimlig hygien.

04 E. Coli-genomet är väl förstått

E. coli- genomet var det första som fullständigt sekventerades (1997). Som ett resultat är E. coli den mest studerade mikroorganismen. Avancerad kunskap om dess proteinuttrycksmekanismer gör det enklare att använda för experiment där uttryck av främmande proteiner och urval av rekombinanter är avgörande.

05 Möjlighet att vara värd för utländsk DNA

De flesta genkloningsteknikerna utvecklades med användning av denna bakterie och är fortfarande mer framgångsrika eller effektiva i E. coli än i andra mikroorganismer. Som ett resultat är förberedelse av kompetenta celler (celler som tar upp främmande DNA) inte komplicerat. Transformationer med andra mikroorganismer är ofta mindre framgångsrika.

06 E Coli är lätt att ta hand om

Eftersom det växer så bra i matsmältningen, finner E. coli det lätt att växa där människor kan arbeta. Till exempel:

Det är mest bekväma vid kroppstemperatur. Medan 98,6 grader kan vara lite varmt för de flesta, är det lätt att behålla den temperaturen i laboratoriet.
E. coli bor i människans tarm, vilket betyder att det inte är noga med maten. I grunden är det glatt att konsumera någon form av predigested mat.
Det kan växa både aerobt och anaerobt. Således kan den föröka sig i magen hos en människa eller ett djur men är lika lyckligt i en petriskål eller kolv.

Hur E. Coli gör en skillnad

E. Coli är ett otroligt mångsidigt verktyg för genetiska ingenjörer; som ett resultat har det redan producerat ett fantastiskt utbud av läkemedel och teknik. Det har till och med enligt Popular Mechanics blivit den första prototypen för en bio-dator: "I en modifierad E. coli" transkriptor ", som utvecklats av forskare i Stanford University i slutet av mars, står en DNA-sträng för tråd och enzymer för elektronerna. Potentiellt är detta ett steg mot att bygga arbetsdatorer inom levande celler som kan programmeras för att styra genuttryck i en organism. " En sådan prestation kan bara uppnås med hjälp av en organism som är väl förstådd, lätt att arbeta med och kan replikera snabbt.