Yönlendirilmiş evrim

Yönlendirilmiş evrim (directed evolution-DE), protein mühendisliğinde kullanılan ve proteinleri veya nükleik asitleri kullanıcı tanımlı bir hedefe yönlendirmek için doğal seçilim sürecini taklit eden bir yöntemdir.[1] Bir genin yinelemeli mutagenez turlarına tabi tutulması (bir varyantlar kütüphanesi oluşturma), seçim (bu varyantları ifade etme ve istenen işleve sahip üyeleri izole etme) ve amplifikasyon (sonraki tur için bir şablon oluşturma) adımlarını içerir. In vivo (canlı organizmalarda) veya in vitro (hücrelerde veya serbest çözelti içinde) gerçekleştirilebilir. Yönlendirilmiş evrim, hem modifiye edilmiş proteinleri rasyonel olarak tasarlamaya bir alternatif olarak protein mühendisliği için hem de kontrollü bir laboratuvar ortamında temel evrim ilkeleri üzerine çalışmalar için kullanılır.

TarihDüzenle

Yönlendirilmiş evrimin kökeni 1960'larda[2] "Spiegelman'ın Canavarı" deneyindeki RNA moleküllerinin evrimine dayanır.[3] Kavram, genomunda tek bir genin evrimini destekleyen seçilim baskıları altında bakterilerin evrimi yoluyla protein evrimine genişletildi.[4]

1980'lerde erken faj görüntüleme teknikleri, mutasyonların hedeflenmesine ve tek bir proteine seçilim yapılmasına izin verdi.[5] Bu, güçlendirilmiş bağlanma proteinlerinin seçilimini mümkün kıldı, ancak henüz enzimlerin[6] Enzimleri evrimleştirme yöntemleri 1990'larda geliştirildi ve tekniği daha geniş bir bilimsel kitleye taşıdı.[7] Alan, gen varyantları kitaplıkları yapmak ve bunların aktivitelerini taramak için yeni yöntemlerle hızla genişledi.[2][8] Yönlendirilmiş evrim yöntemlerinin geliştirilmesi, 2018'de Nobel Kimya Ödülü'nün enzimlerin evrimi için Frances Arnold'a ve faj gösterimi için George Smith ve Gregory Winter'a verilmesiyle onurlandırıldı.[9]

KaynakçaDüzenle

  1. ^ "Beyond directed evolution--semi-rational protein engineering and design". Current Opinion in Biotechnology. 21 (6): 734-43. Aralık 2010. doi:10.1016/j.copbio.2010.08.011. PMC 2982887 $2. PMID 20869867. 
  2. ^ a b "Directed Evolution: Past, Present and Future". AIChE Journal. 59 (5): 1432-1440. Mayıs 2013. doi:10.1002/aic.13995. PMC 4344831 $2. PMID 25733775. 
  3. ^ "An extracellular Darwinian experiment with a self-duplicating nucleic acid molecule". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 58 (1): 217-24. Temmuz 1967. doi:10.1073/pnas.58.1.217. PMC 335620 $2. PMID 5231602. 
  4. ^ "Experimental evolution of a new enzymatic function. II. Evolution of multiple functions for ebg enzyme in E. coli". Genetics. 89 (3): 453-65. Temmuz 1978. PMC 1213848 $2. PMID 97169. 
  5. ^ "Filamentous fusion phage: novel expression vectors that display cloned antigens on the virion surface". Science. 228 (4705): 1315-7. Haziran 1985. doi:10.1126/science.4001944. PMID 4001944. 
  6. ^ Chen (1991). "Enzyme Engineering for Nonaqueous Solvents: Random Mutagenesis to Enhance Activity of Subtilisin E in Polar Organic Media". Bio/Technology (İngilizce). 9 (11): 1073-1077. doi:10.1038/nbt1191-1073. ISSN 0733-222X. PMID 1367624. 
  7. ^ Kim (27 Kasım 2008). "Directed Evolution: A Historical Exploration into an Evolutionary Experimental System of Nanobiotechnology, 1965–2006". Minerva (İngilizce). 46 (4): 463-484. doi:10.1007/s11024-008-9108-9. ISSN 0026-4695. 
  8. ^ "Methods for the directed evolution of proteins". Nature Reviews. Genetics (İngilizce). 16 (7): 379-94. Temmuz 2015. doi:10.1038/nrg3927. PMID 26055155. 
  9. ^ "The Nobel Prize in Chemistry 2018". NobelPrize.org (İngilizce). 3 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ekim 2018. 

Dış bağlantılarDüzenle