Kykymme manipuloida elävien organismien geenejä on laajentunut dramaattisesti viime vuosina. Nyt tutkijat ovat askeleen lähempänä genomien rakentamista tyhjästä paljastuttuaan hiivakannan, jossa on yli 50 prosenttia synteettistä DNA:ta.
Vuodesta 2006 lähtien kansainvälinen tutkijoiden yhteenliittymä Synthetic Yeast Genome Project on yrittänyt kirjoittaa uudelleen koko panimohiivan genomia. Organismi on houkutteleva kohde, koska se on eukaryootti kuten me, ja sitä käytetään myös laajalti bioteknologiateollisuudessa biopolttoaineiden, lääkkeiden ja muiden arvokkaiden kemikaalien tuottamiseen.
Vaikka tutkijat ovat aiemmin kirjoittaneet uudelleen virusten ja bakteerien genomit, hiiva on haastavampi, koska sen DNA on jaettu 16 kromosomiin. Edistyksen nopeuttamiseksi mukana olleet tutkimusryhmät keskittyivät eri kromosomien uudelleenkirjoittamiseen ennen niiden yhdistämistä.
Tiimi on nyt onnistuneesti syntetisoinut uusia versioita kaikista 16 kromosomista ja luonut täysin uuden kromosomin. Paperisarjassa vuonna Solu ja Solujen genomiikka, tiimi raportoi myös seitsemän näistä synteettisistä kromosomista sekä toisen fragmentin onnistuneesta yhdistelmästä yhdessä solussa. Kaiken kaikkiaan ne muodostavat yli 50 prosenttia solun DNA:sta.
"Motivaatiomme on ymmärtää genomin perusperiaatteiden ensimmäiset periaatteet rakentamalla synteettisiä genomeja", toinen kirjoittaja Patrick Yizhi Cai Manchesterin yliopistosta sanoi. lehdistötiedote. "Tiimi on nyt kirjoittanut uudelleen orastavan hiivan käyttöjärjestelmän, mikä avaa uuden aikakauden teknisessä biologiassa - siirtymällä kourallisen geenien kekseliäisyydestä kokonaisten genomien de novo -suunnitteluun ja rakentamiseen."
Synteettiset kromosomit eroavat huomattavasti normaalin hiivan kromosomit. Tutkijat poistivat huomattavia määriä "roska-DNA:ta", joka on toistuvaa ja joka ei koodaa tiettyjä proteiineja. Erityisesti he leikkaavat DNA-osuuksia, jotka tunnetaan transposoneina - jotka voivat luonnollisesti rekombinoitua arvaamattomilla tavoilla - parantaakseen genomin vakautta.
He myös erottivat kaikki RNA:ta koodaavat geenit täysin uuteen 17. genomiin. Nämä molekyylit kuljettavat aminohappoja ribosomeihin, solun proteiinitehtaisiin. Cai kertoi tiede tRNA-molekyylit ovat "DNA-vauriokohteita". Ryhmä toivoo, että erottamalla ne ja sijoittamalla ne niin sanottuun "tRNA-neokromosomiin" niiden hallinta on helpompaa.
"TRNA-neokromosomi on maailman ensimmäinen täysin de novo synteettinen kromosomi", Cai sanoo. "Mitään tällaista ei ole luonnossa."
Toinen merkittävä muutos voisi nopeuttaa pyrkimyksiä löytää uusia hyödyllisiä hiivakantoja. Tiimi sisällytti SCRaMbLE-nimisen järjestelmän genomiin, mikä mahdollisti geenien nopean uudelleenjärjestelyn kromosomien sisällä. Tämä "indusoituva evoluutiojärjestelmä" mahdollistaa solujen nopean kierron mahdollisesti mielenkiintoisten uusien genomien läpi.
"Se on vähän kuin korttipakan sekoittamista", kirjoittaja Jef Boeke New Yorkin yliopiston Langone Healthista kertoi New Scientist. "Sekoitusjärjestelmä on pohjimmiltaan kehitystä hypernopeuksilla, mutta voimme kytkeä sen päälle ja pois."
Saadakseen useita muunnetuista kromosomeista samaan hiivasoluun Boeken tiimi suoritti pitkän risteytysohjelman, jossa solut parittelevat erilaisilla genomiyhdistelmillä. Jokaisella askeleella oli laaja "virheenkorjaus" prosessi, koska synteettiset kromosomit olivat vuorovaikutuksessa arvaamattomilla tavoilla.
Tätä lähestymistapaa käyttämällä ryhmä sisällytti kuusi täyttä kromosomia ja osan toisesta soluun, joka selvisi ja kasvoi. Sitten he kehittivät menetelmän nimeltä kromosomisubstituutio, jolla siirretään suurin hiivakromosomi luovuttajasolusta, mikä nostaa kokonaismäärän seitsemään ja puoleen ja nostaen synteettisen DNA:n kokonaismäärän yli 50 prosenttiin.
Kaikkien 17 synteettisen kromosomin saaminen yhteen soluun vaatii huomattavaa lisätyötä, mutta puolivälin ylittäminen on merkittävä saavutus. Ja jos tiimi pystyy luomaan hiivan täysin synteettisellä genomilla, se merkitsee askelta muutosta kyvyssämme manipuloida elämän koodia.
"Tykkään kutsua tätä alun lopuksi, en lopun alkuksi, koska silloin voimme todella alkaa sekoittaa sitä pakkaa ja tuottaa hiivaa, joka pystyy tekemään asioita, joita emme ole koskaan ennen nähneet, Boeke sanoo tiedotteessa.
Kuvan luotto: Pyyhkäisyelektronimikroskooppikuva osittain synteettisestä hiivasta / Cell/Zhao et ai.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
- Lähde: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/
- :on
- :On
- :ei
- $ YLÖS
- 16
- 17
- 17.
- 2006
- 23
- 50
- a
- kyky
- pystyy
- kiihdyttää
- Tili
- saavutus
- poikki
- Jälkeen
- AL
- Kaikki
- mahdollistaa
- Myös
- yhteensä
- määrä
- määrät
- an
- ja
- Toinen
- lähestymistapa
- OVAT
- AS
- At
- yrittää
- houkutteleva
- Bakteerit
- BE
- koska
- ollut
- ennen
- Alku
- biotekniikka
- orastava
- Rakentaminen
- mutta
- by
- soittaa
- nimeltään
- CAN
- Kortit
- kuljettaa
- Solut
- haastava
- muuttaa
- Kromosomit
- lähempänä
- Yhteiskirjoittaja
- koodi
- Koodaus
- yhdistelmä
- yhdistelmät
- yhdistää
- täysin
- huomattava
- konsortio
- rakentaminen
- ohjaus
- voisi
- luoda
- luotu
- pisteitä
- ylitys
- Leikkaus
- sykli
- vahinko
- kansi
- Malli
- kehitetty
- eri
- dna
- do
- ei
- dramaattisesti
- E&T
- kukin
- helpompaa
- ponnisteluja
- loppu
- Tekniikka
- Koko
- täysin
- Aikakausi
- olennaisesti
- evoluutio
- olemassa
- laajeni
- laaja
- lisää
- tehtaat
- Löytää
- Etunimi
- keskityttiin
- varten
- alkaen
- koko
- täysin
- Perusteet
- saada
- menee
- kasvoi
- Ryhmä
- Ryhmän
- Puoli
- puolitie
- kourallinen
- Olla
- terveys
- toivoo
- kotelo
- HTTPS
- if
- parantaa
- in
- yhdistetty
- lisää
- teollisuus
- mielenkiintoinen
- kansainvälisesti
- tulee
- osallistuva
- IT
- SEN
- Pitää
- laji
- tunnettu
- suurin
- elämä
- pitää
- elävät
- tehdä
- Tekeminen
- manchester
- Merkitse
- menetelmä
- muokattu
- lisää
- Motivoiminen
- luonto
- ei ikinä
- Uusi
- New York
- normaali
- etenkin
- romaani
- Novo
- nyt
- of
- pois
- on
- ONE
- avautuu
- toiminta
- käyttöjärjestelmän
- Muut
- meidän
- ulos
- yli
- paperit
- osa
- erityinen
- patrick
- prosentti
- lääkkeet
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- plus
- Kohta
- mahdollinen
- mahdollisesti
- painaa
- Lehdistötiedote
- aiemmin
- periaatteet
- tuottaa
- tuottavat
- Ohjelma
- Edistyminen
- projekti
- Proteiini
- Proteiinit
- nopeasti
- nopeasti
- ihan oikeesti
- äskettäinen
- vapauta
- poistettu
- toistuva
- Raportit
- edellyttää
- tutkimus
- Tutkijat
- kirjoittamasta
- RNA
- Said
- sama
- sanoo
- skannaus
- tiede
- raapia
- nähneet
- erottamalla
- Sarjat
- seitsemän
- useat
- merkittävä
- single
- SIX
- erityinen
- nopeus
- jakaa
- Pysyvyys
- Alkaa
- Vaihe
- kantoja
- onnistunut
- Onnistuneesti
- selviytyi
- Vaihtaa
- synteettinen
- järjestelmä
- Kohde
- joukkue-
- kuin
- että
- -
- Niitä
- sitten
- Siellä.
- Nämä
- ne
- asiat
- tätä
- ne
- Kautta
- että
- Yhteensä
- siirtää
- yrittää
- varten
- ymmärtää
- yliopisto
- ennalta arvaamaton
- paljastaa
- paljastus
- us
- käytetty
- versiot
- virukset
- oli
- tavalla
- we
- kun
- joka
- laajalti
- tulee
- with
- sisällä
- Referenssit
- maailman
- vuotta
- york
- zephyrnet