Forskare från Victoria University of Wellingtons Ferrier Research Institute, Callaghan Innovation, University of Canterbury, och Massey University har utvecklat banbrytande genteknik för att hjälpa forskare att mer effektivt manipulera DNA för att producera nya produkter, inklusive ett nytt veterinärmedicinskt läkemedel.

Forskare från Ferrier Research Institute har använt denna nya teknik för att producera en ny loppbehandling för husdjur genom att manipulera en förening som kallas nodulisporinsyra A.

"När det används i insekticider, nodulisporinsyra A är mycket effektiv för att bekämpa loppor och fästingar hos husdjur, men det är för närvarande svårt att producera, säger Kyle van de Bittner, en Ph.D. student vid Ferrier Research Institute. "Det produceras naturligt i små mängder av en typ av svamp, men fram till nu har komplexiteten hos föreningen och svampen hindrat forskare från att producera föreningen i större mängder. Detta har kraftigt försvårat all utveckling av läkemedel som inkluderar nodulisporinsyra A."

Genom att använda den nya gentekniken, Ferrierpersonalen har kunnat bättre förstå föreningen och ta de första stegen mot att producera den i större kvantiteter. De har identifierat generna som är involverade i att producera ett tidigt stadium av nodulisporinsyra A, och kunnat överföra dessa gener till en annan svamp. Denna svamp växer snabbt och har biologiska egenskaper som hjälper till att påskynda processen att göra nodulisporinsyra A.

Det finns ytterligare fördelar med metoden.

"Istället för att förlita sig på giftiga lösningsmedel som vanligtvis används i den kemiska syntesen av föreningar som denna, vi använder sockervatten för att odla svamparna för att skapa föreningarna, Kyle säger. "Detta är billigare och mer miljövänligt än nuvarande metoder."

Ferrier personal planerar att fortsätta utvecklingen av föreningen. De arbetar också med Matt Nicholson på VicLink, Victoria Universitys kommersialiseringsarm, att skapa en kommersiell produkt utifrån deras arbete. Kommersialiseringsarbetet finansieras av Kiwinet.

"Detta är bara början, " säger Kyle. "Vi har fortfarande en hel del arbete att göra för att slutföra produktionen av vårt viktigaste kemiska mål, nodulisporinsyra A, och optimera svampen för att göra mer av den. Men vetenskapen levererar och vi är inspirerade att tänja på gränserna för vad som är möjligt."

Den nya veterinärmedicinen möjliggjordes av en ny teknologi som heter MIDAS (Modular Idempotent DNA Assembly System). MIDAS är ett syntetiskt biologiskt system som ger forskare mer kontroll över det DNA de manipulerar under sin forskning, vilket resulterar i ett snabbare och mer effektivt sätt att tillverka nya läkemedel, biobränslen, antikroppar, och mer.

"Med hjälp av MIDAS, forskare kan snabbare sammanställa nya gener från ett bibliotek av DNA-delar, " säger Callaghan Innovation-forskaren Dr. Craig van Dolleweerd, som designade MIDAS-tekniken. "De kan snabbt testa vad de nya generna gör, och hur de interagerar med andra gener. Detta kommer att avsevärt påskynda forskningen om upptäckten av nya biokemiska vägar och tillverkningen av nya syntetiska biologiska produkter, som inkluderar allt från biobränslen till dofter."

En artikel om MIDAS-tekniken publicerades nyligen i ACS syntetisk biologi , en ledande tidskrift inom det nya området syntetisk biologi, och nodulisporic acid En forskning dök upp i Journal of the American Chemical Society , den högst rankade kemitidskriften i världen.

Det finns patentsökta på både MIDAS-teknologin och produktionen av nodulisporinsyra A, som båda har utvecklats med finansiering från Näringsdepartementet, Innovation, och Employment och Fulbright NZ.