W ostatnich latach nasza zdolność manipulowania genami żywych organizmów dramatycznie wzrosła. Teraz badacze są o krok bliżej zbudowania genomu od zera po odkryciu szczepu drożdży zawierającego ponad 50% syntetycznego DNA.
Od 2006 roku międzynarodowe konsorcjum badaczy o nazwie Synthetic Yeast Genome Project podejmuje próbę przepisania całego genomu drożdży piwnych. Organizm ten stanowi atrakcyjny cel, ponieważ jest eukariontem tak jak my, a ponadto jest szeroko stosowany w przemyśle biotechnologicznym do produkcji biopaliw, farmaceutyków i innych wysokowartościowych chemikaliów.
Chociaż badacze już wcześniej przepisywali genomy wirusów i bakterii, drożdże stanowią większe wyzwanie, ponieważ ich DNA jest podzielone na 16 chromosomów. Aby przyspieszyć postęp, zaangażowane grupy badawcze skupiły się na przepisaniu innego chromosomu przed próbą ich połączenia.
Zespołowi udało się obecnie zsyntetyzować nowe wersje wszystkich 16 chromosomów i stworzyć całkowicie nowy chromosom. W serii artykułów w Komórka i Genomika komórkizespół donosi również o udanym połączeniu siedmiu z tych syntetycznych chromosomów oraz fragmentu innego w jednej komórce. W sumie stanowią ponad 50 procent DNA komórki.
„Naszą motywacją jest zrozumienie podstawowych zasad genomu poprzez budowanie syntetycznych genomów” – powiedział współautor Patrick Yizhi Cai z Uniwersytetu w Manchesterze w artykule komunikat prasowy. „Zespół napisał teraz na nowo system operacyjny pączkujących drożdży, co otwiera nową erę w biologii inżynieryjnej — przejście od majsterkowania przy garstce genów do projektowania i konstruowania całych genomów od nowa”.
Syntetyczne chromosomy znacznie różnią się od chromosomów normalnych drożdży. Naukowcy usunęli znaczne ilości „śmieciowego DNA”, które jest powtarzalne i nie koduje konkretnych białek. W szczególności wycinają odcinki DNA zwane transpozonami, które mogą naturalnie rekombinować w nieprzewidywalny sposób, aby poprawić stabilność genomu.
Oddzielili także wszystkie geny kodujące transfer RNA do zupełnie nowego, 17-tego genomu. Cząsteczki te przenoszą aminokwasy do rybosomów, fabryk białek komórki. Cai powiedział nauka Cząsteczki tRNA to „gorące punkty uszkodzeń DNA”. Grupa ma nadzieję, że oddzielenie ich i umieszczenie w tak zwanym „neochromosomie tRNA” ułatwi utrzymanie ich pod kontrolą.
„Neochromosom tRNA to pierwszy na świecie całkowicie syntetyczny chromosom de novo” – mówi Cai. „Nic takiego nie istnieje w naturze”.
Kolejna znacząca zmiana może przyspieszyć wysiłki mające na celu znalezienie nowych, użytecznych szczepów drożdży. Zespół włączył do genomu system o nazwie SCRaMbLE, umożliwiający szybką zmianę rozmieszczenia genów w chromosomach. Ten „indukowalny system ewolucji” umożliwia komórkom szybki cykl przez potencjalnie interesujące nowe genomy.
„To trochę jak tasowanie talii kart” – współautor Jef Boeke z New York University Langone Health powiedział New Scientist. „System mieszania to zasadniczo ewolucja w zakresie hiperprędkości, ale możemy go włączać i wyłączać”.
Aby wprowadzić kilka zmodyfikowanych chromosomów do tej samej komórki drożdży, zespół Boeke przeprowadził długi program krzyżowania, łącząc komórki o różnych kombinacjach genomów. Na każdym kroku było rozbudowany proces „debugowania”., ponieważ syntetyczne chromosomy wchodziły w interakcję w nieprzewidywalny sposób.
Stosując to podejście, zespół włączył sześć pełnych chromosomów i część drugiego do komórki, która przeżyła i rosła. Następnie opracowali metodę zwaną substytucją chromosomu, polegającą na przeniesieniu największego chromosomu drożdży z komórki dawcy, zwiększając całkowitą liczbę do siedmiu i pół i zwiększając całkowitą ilość syntetycznego DNA do ponad 50 procent.
Umieszczenie wszystkich 17 syntetycznych chromosomów w pojedynczej komórce będzie wymagało znacznej dodatkowej pracy, ale przekroczenie półmetka jest znaczącym osiągnięciem. A jeśli zespołowi uda się stworzyć drożdże z w pełni syntetycznym genomem, będzie to oznaczać skokową zmianę w naszej zdolności do manipulowania kodem życia.
„Lubię nazywać to końcem początku, a nie początkiem końca, ponieważ wtedy naprawdę będziemy mogli zacząć tasować talię i produkować drożdże, które potrafią robić rzeczy, jakich nigdy wcześniej nie widzieliśmy, ” – mówi Boeke w komunikacie prasowym.
Źródło obrazu: Skaningowa mikrofotografia elektronowa częściowo syntetycznych drożdży / Cell/Zhao i in.
- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
- PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
- PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
- Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/
- :ma
- :Jest
- :nie
- $W GÓRĘ
- 16
- 17
- 17
- 2006
- 23
- 50
- a
- zdolność
- Zdolny
- przyśpieszyć
- Konto
- osiągnięcie
- w poprzek
- Po
- AL
- Wszystkie kategorie
- pozwala
- również
- całkowicie
- ilość
- kwoty
- an
- i
- Inne
- podejście
- SĄ
- AS
- At
- próbując
- atrakcyjny
- Bakteria
- BE
- bo
- być
- zanim
- Początek
- biotechnologia
- początkujący
- Budowanie
- ale
- by
- wezwanie
- nazywa
- CAN
- Kartki okolicznosciowe
- nieść
- Komórki
- wyzwanie
- zmiana
- Chromosomy
- bliższy
- Współautor
- kod
- Kodowanie
- połączenie
- kombinacje
- połączyć
- całkowicie
- znaczny
- konsorcjum
- Budowa
- kontrola
- mógłby
- Stwórz
- stworzony
- kredyt
- przejście
- Ciąć
- cykl
- uszkodzić
- pokład
- Wnętrze
- rozwinięty
- różne
- DNA
- do
- Nie
- dramatycznie
- E i T
- każdy
- łatwiej
- starania
- zakończenia
- Inżynieria
- Cały
- całkowicie
- Era
- istotnie
- ewolucja
- istnieje
- rozszerzony
- rozległy
- dodatkowy
- fabryki
- Znajdź
- i terminów, a
- koncentruje
- W razie zamówieenia projektu
- od
- pełny
- w pełni
- Podstawy
- otrzymać
- będzie
- wzrosła
- Zarządzanie
- Grupy
- Pół
- wpół
- garstka
- Have
- Zdrowie
- ma nadzieję,
- obudowa
- HTTPS
- if
- podnieść
- in
- Rejestrowy
- wzrastający
- przemysł
- ciekawy
- na świecie
- najnowszych
- zaangażowany
- IT
- JEGO
- Trzymać
- Uprzejmy
- znany
- największym
- życie
- lubić
- życie
- robić
- Dokonywanie
- Manchester
- znak
- metoda
- zmodyfikowano
- jeszcze
- Motywacja
- Natura
- nigdy
- Nowości
- I Love New York
- normalna
- szczególnie
- powieść
- Nowy
- już dziś
- of
- poza
- on
- ONE
- otwiera
- operacyjny
- system operacyjny
- Inne
- ludzkiej,
- na zewnątrz
- koniec
- Papiery
- część
- szczególny
- Patrick
- procent
- farmaceutyki
- plato
- Analiza danych Platona
- PlatoDane
- plus
- punkt
- możliwy
- potencjalnie
- naciśnij
- Informacja prasowa
- poprzednio
- Zasady
- produkować
- produkcji
- Program
- Postęp
- projekt
- Białko
- Białka
- szybko
- szybko
- naprawdę
- niedawny
- zwolnić
- Usunięto
- powtarzalne
- Raporty
- wymagać
- Badania naukowe
- Badacze
- przepisanie
- RNA
- Powiedział
- taki sam
- mówią
- skanowanie
- nauka
- zadraśnięcie
- widziany
- rozsadzający
- Serie
- siedem
- kilka
- znaczący
- pojedynczy
- SIX
- specyficzny
- prędkość
- dzielić
- Stabilność
- początek
- Ewolucja krok po kroku
- Odmiany Konopi
- udany
- Z powodzeniem
- Przetrwał
- Przełącznik
- syntetyczny
- system
- cel
- zespół
- niż
- że
- Połączenia
- Im
- następnie
- Tam.
- Te
- one
- rzeczy
- to
- tych
- Przez
- do
- Kwota produktów:
- przenieść
- stara
- dla
- zrozumieć
- uniwersytet
- nieobliczalny
- demaskować
- odsłonięcie
- us
- używany
- Wersje
- Wirusy
- była
- sposoby
- we
- jeśli chodzi o komunikację i motywację
- który
- szeroko
- będzie
- w
- w ciągu
- Praca
- świat
- lat
- york
- zefirnet