Capacitatea noastră de a manipula genele organismelor vii s-a extins dramatic în ultimii ani. Acum, cercetătorii sunt cu un pas mai aproape de a construi genomuri de la zero, după ce au dezvăluit o tulpină de drojdie cu mai mult de 50% ADN sintetic.
Din 2006, un consorțiu internațional de cercetători numit Synthetic Yeast Genome Project a încercat să rescrie întregul genom al drojdiei de bere. Organismul este o țintă atractivă, deoarece este un eucariot ca noi și este, de asemenea, utilizat pe scară largă în industria biotehnologiei pentru a produce biocombustibili, produse farmaceutice și alte substanțe chimice de mare valoare.
În timp ce cercetătorii au rescris anterior genomul virușilor și bacteriilor, drojdia este mai dificilă, deoarece ADN-ul său este împărțit în 16 cromozomi. Pentru a accelera progresul, grupurile de cercetare implicate s-au concentrat fiecare pe rescrierea unui cromozom diferit, înainte de a încerca să le combine.
Echipa a sintetizat acum cu succes noi versiuni ale tuturor celor 16 cromozomi și a creat un cromozom complet nou. Într-o serie de lucrări în Celulă și Genomica celulară, echipa raportează, de asemenea, combinația de succes a șapte dintre acești cromozomi sintetici, plus un fragment al altuia, într-o singură celulă. În total, ele reprezintă mai mult de 50 la sută din ADN-ul celulei.
„Motivația noastră este să înțelegem primele principii ale fundamentelor genomului prin construirea genomului sintetic”, a spus coautorul Patrick Yizhi Cai de la Universitatea din Manchester într-un comunicatul de presă. „Echipa a rescris acum sistemul de operare al drojdiei în devenire, ceea ce deschide o nouă eră a biologiei ingineriei – trecând de la modificarea a câteva gene la proiectarea de novo și construcția genomului întreg.”
Cromozomii sintetici sunt semnificativ diferiți de cei ai drojdiei normale. Cercetătorii au eliminat cantități considerabile de „ADN nedorit” care este repetitiv și nu codifică anumite proteine. În special, au tăiat porțiuni de ADN cunoscute sub numele de transpozoni - care se pot recombina în mod natural în moduri imprevizibile - pentru a îmbunătăți stabilitatea genomului.
De asemenea, au separat toate genele care codifică ARN-ul de transfer într-un al 17-lea genom complet nou. Aceste molecule transportă aminoacizi la ribozomi, fabricile de proteine ale celulei. Cai a spus Ştiinţă Moleculele de ARNt sunt „puncte fierbinți de deteriorare ADN”. Grupul speră că, prin separarea lor și găzduirea lor într-un așa-numit „neocromozom ARNt”, va fi mai ușor să le țină sub control.
„Neocromozomul ARNt este primul cromozom sintetic complet de novo din lume”, spune Cai. „Nimic de genul acesta nu există în natură.”
O altă modificare semnificativă ar putea accelera eforturile de a găsi noi tulpini utile de drojdie. Echipa a încorporat un sistem numit SCRaMbLE în genom, făcând posibilă rearanjarea rapidă a genelor în cromozomi. Acest „sistem de evoluție inductibil” permite celulelor să parcurgă rapid genomi noi potențial interesanți.
„Este ca și cum ai amesteca un pachet de cărți”, coautorul Jef Boeke de la Universitatea Langone Health din New York a spus New Scientist. „Sistemul scramble este în esență evoluție pe hiperviteză, dar îl putem porni și opri.”
Pentru a introduce mai mulți cromozomi modificați în aceeași celulă de drojdie, echipa lui Boeke a derulat un program lung de încrucișare, împerecherea celulelor cu diferite combinații de genomi. La fiecare pas a existat un proces extins de „depanare”., deoarece cromozomii sintetici au interacționat în moduri imprevizibile.
Folosind această abordare, echipa a încorporat șase cromozomi completi și o parte a altuia într-o celulă care a supraviețuit și a crescut. Apoi au dezvoltat o metodă numită substituție cromozomală pentru a transfera cel mai mare cromozom de drojdie dintr-o celulă donatoare, ridicând totalul la șapte și jumătate și crescând cantitatea totală de ADN sintetic la peste 50 la sută.
Introducerea tuturor celor 17 cromozomi sintetici într-o singură celulă va necesita o muncă suplimentară considerabilă, dar trecerea la jumătatea drumului este o realizare semnificativă. Și dacă echipa poate crea drojdie cu un genom complet sintetic, aceasta va marca o schimbare pas în capacitatea noastră de a manipula codul vieții.
„Îmi place să numesc asta sfârșitul începutului, nu începutul sfârșitului, pentru că atunci vom putea într-adevăr să începem să amestecăm acel pachet și să producem drojdie care poate face lucruri pe care nu le-am mai văzut până acum, ” spune Boeke în comunicatul de presă.
Credit imagine: Micrografie electronică cu scanare a drojdiei parțial sintetice / Cell/Zhao şi colab.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
- Sursa: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/
- :are
- :este
- :nu
- $UP
- 16
- 17
- 17
- 2006
- 23
- 50
- a
- capacitate
- Capabil
- accelera
- Cont
- realizare
- peste
- După
- AL
- TOATE
- permite
- de asemenea
- întru totul
- sumă
- Sume
- an
- și
- O alta
- abordare
- SUNT
- AS
- At
- încercarea
- atractiv
- Bacteriile
- BE
- deoarece
- fost
- înainte
- Început
- biotehnologie
- care înmugurește
- Clădire
- dar
- by
- apel
- denumit
- CAN
- Carduri
- transporta
- Celule
- provocare
- Schimbare
- Cromozomii
- mai aproape
- Coautor
- cod
- Codificare
- combinaţie
- combinaţii
- combina
- complet
- considerabil
- consorţiu
- construcţie
- Control
- ar putea
- crea
- a creat
- credit
- trecere
- Tăiat
- ciclu
- prejudiciu
- punte
- Amenajări
- dezvoltat
- diferit
- ADN-ul
- do
- Nu
- dramatic
- E&T
- fiecare
- mai ușor
- Eforturile
- capăt
- Inginerie
- Întreg
- în întregime
- Eră
- În esență,
- evoluţie
- există
- extins
- extensiv
- suplimentar
- fabrici
- Găsi
- First
- concentrat
- Pentru
- din
- Complet
- complet
- Fundamentele
- obține
- merge
- a crescut
- grup
- Grupului
- Jumătate
- la jumătatea distanței
- mână
- Avea
- Sănătate
- speranțe
- carcasă
- HTTPS
- if
- îmbunătăţi
- in
- Incorporated
- crescând
- industrie
- interesant
- Internațional
- în
- implicat
- IT
- ESTE
- A pastra
- Copil
- cunoscut
- cea mai mare
- Viaţă
- ca
- viaţă
- face
- Efectuarea
- Manchester
- marca
- metodă
- modificată
- mai mult
- motivaţia
- Natură
- nu
- Nou
- New York
- normală.
- în special
- roman
- Nou
- acum
- of
- de pe
- on
- ONE
- deschide
- de operare
- sistem de operare
- Altele
- al nostru
- afară
- peste
- lucrări
- parte
- special
- patrick
- la sută
- produse farmaceutice
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- la care se adauga
- Punct
- posibil
- potenţial
- presa
- Comunicat de presă
- în prealabil
- Principiile
- produce
- producând
- Program
- Progres
- proiect
- Proteină
- Proteine
- repede
- repede
- într-adevăr
- recent
- eliberaţi
- îndepărtat
- repetitiv
- Rapoarte
- necesita
- cercetare
- cercetători
- rescrierea
- ARN
- Said
- acelaşi
- spune
- scanare
- Ştiinţă
- zgâria
- văzut
- separând
- serie
- Șapte
- câteva
- semnificativ
- singur
- SIX
- specific
- viteză
- împărţi
- Stabilitate
- Începe
- Pas
- tulpinile
- de succes
- Reușit
- supravieţuit
- Intrerupator
- sintetic
- sistem
- Ţintă
- echipă
- decât
- acea
- Lor
- apoi
- Acolo.
- Acestea
- ei
- lucruri
- acest
- aceste
- Prin
- la
- Total
- transfer
- încercat
- în
- înţelege
- universitate
- imprevizibil
- dezvălui
- dezvelire
- us
- utilizat
- Versiunile
- viruși
- a fost
- modalități de
- we
- cand
- care
- pe larg
- voi
- cu
- în
- Apartamente
- lume
- ani
- York
- zephyrnet