Наши возможности манипулировать генами живых организмов резко расширились в последние годы. Теперь исследователи стали на шаг ближе к созданию геномов с нуля после открытия штамма дрожжей, в котором более 50 процентов синтетической ДНК.
С 2006 года международный консорциум исследователей под названием «Проект синтетического генома дрожжей» пытается переписать весь геном пивных дрожжей. Этот организм является привлекательной мишенью, поскольку он, как и мы, эукариот, а также широко используется в биотехнологической промышленности для производства биотоплива, фармацевтических препаратов и других ценных химических веществ.
Хотя исследователи ранее переписывали геномы вирусов и бактерий, с дрожжами сложнее, поскольку их ДНК разделена на 16 хромосом. Чтобы ускорить прогресс, каждая из исследовательских групп сосредоточилась на переписывании разных хромосом, прежде чем пытаться их объединить.
Команда теперь успешно синтезировала новые версии всех 16 хромосом и создала совершенно новую хромосому. В серии статей в Ячейка и Клеточная геномикаКоманда также сообщает об успешной комбинации семи таких синтетических хромосом плюс фрагмент еще одной в одной клетке. В общей сложности они составляют более 50 процентов клеточной ДНК.
«Наша мотивация — понять основные принципы основ генома путем создания синтетических геномов», — сказал соавтор Патрик Ижи Цай из Манчестерского университета в своем докладе. пресс-релизе. «Команда переписала операционную систему почкующихся дрожжей, что открывает новую эру инженерной биологии — переход от обработки нескольких генов к дизайну de novo и конструированию целых геномов».
Синтетические хромосомы заметно отличаются от хромосом нормальных дрожжей. Исследователи удалили значительное количество «мусорной ДНК», которая повторяется и не кодирует определенные белки. В частности, они разрезают участки ДНК, известные как транспозоны, которые могут естественным образом рекомбинировать непредсказуемым образом, чтобы улучшить стабильность генома.
Они также разделили все гены, кодирующие транспортную РНК, в совершенно новый 17-й геном. Эти молекулы доставляют аминокислоты к рибосомам, фабрикам белка в клетке. Кай заявил Наука Молекулы тРНК являются «горячими точками повреждения ДНК». Группа надеется, что, отделив их и поместив в так называемую «неохромосому тРНК», их будет легче держать под контролем.
«Неохромосома тРНК — это первая в мире полностью синтетическая хромосома de novo», — говорит Цай. «Ничего подобного в природе не существует».
Еще одно существенное изменение может ускорить усилия по поиску новых полезных штаммов дрожжей. Команда внедрила в геном систему под названием SCRaMbLE, позволяющую быстро перестраивать гены внутри хромосом. Эта «индуцируемая система эволюции» позволяет клеткам быстро проходить через потенциально интересные новые геномы.
«Это похоже на перетасовку колоды карт», — соавтор Джеф Буке из Langone Health Нью-Йоркского университета. заявил New Scientist. «Система скремблирования, по сути, представляет собой эволюцию гиперскорости, но мы можем ее включать и выключать».
Чтобы поместить несколько модифицированных хромосом в одну и ту же дрожжевую клетку, команда Боеке провела длительную программу скрещивания, скрещивая клетки с различными комбинациями геномов. На каждом шагу было обширный процесс «отладки», поскольку синтетические хромосомы взаимодействовали непредсказуемым образом.
Используя этот подход, команда включила шесть полных хромосом и часть еще одной в клетку, которая выжила и выросла. Затем они разработали метод под названием «замена хромосом», позволяющий перенести самую большую хромосому дрожжей из донорской клетки, увеличив общее количество хромосом до семи с половиной и увеличив общее количество синтетической ДНК до более чем 50 процентов.
Получение всех 17 синтетических хромосом в одной клетке потребует значительной дополнительной работы, но преодоление половины пути является значительным достижением. И если команде удастся создать дрожжи с полностью синтетическим геномом, это ознаменует собой существенное изменение в нашей способности манипулировать кодом жизни.
«Мне нравится называть это концом начала, а не началом конца, потому что именно тогда мы действительно сможем начать тасовать эту колоду и производить дрожжи, которые могут делать то, чего мы никогда раньше не видели. — говорит Буке в пресс-релизе.
Изображение предоставлено: Сканирующая электронная микрофотография частично синтетических дрожжей. / Селл/Чжао и др.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/
- :имеет
- :является
- :нет
- $UP
- 16
- 17
- 17
- 2006
- 23
- 50
- a
- способность
- в состоянии
- ускорять
- Учетная запись
- достижение
- через
- После
- AL
- Все
- позволяет
- причислены
- в целом
- количество
- суммы
- an
- и
- Другой
- подхода
- МЫ
- AS
- At
- попытки
- привлекательный
- Бактерии
- BE
- , так как:
- было
- до
- начало
- биотехнология
- многообещающий
- Строительство
- но
- by
- призывают
- под названием
- CAN
- Карты
- нести
- Клетки
- сложные
- изменение
- Хромосомы
- ближе
- Соавтор
- код
- Кодирование
- сочетание
- комбинации
- объединять
- полностью
- значительный
- консорциум
- строительство
- контроль
- может
- Создайте
- создали
- кредит
- переход
- Порез
- цикл
- повреждение
- палуба
- Проект
- развитый
- различный
- Г-жа
- do
- не
- драматично
- Е & Т
- каждый
- легче
- усилия
- конец
- Проект и
- Весь
- полностью
- Эпоха
- по существу
- эволюция
- существует
- расширенный
- обширный
- дополнительно
- заводы
- Найдите
- Во-первых,
- внимание
- Что касается
- от
- полный
- полностью
- Основы
- получить
- будет
- выросли
- группы
- Группы
- Половина
- наполовину
- горсть
- Есть
- Медицина
- надеется,
- жилье
- HTTPS
- if
- улучшать
- in
- включенный
- повышение
- промышленность
- интересный
- Мультиязычность
- в
- вовлеченный
- IT
- ЕГО
- Сохранить
- Вид
- известный
- крупнейших
- ЖИЗНЬЮ
- такое как
- жизнью
- сделать
- Создание
- Манчестер
- отметка
- метод
- модифицировало
- БОЛЕЕ
- мотивация
- природа
- никогда
- Новые
- New York
- "обычные"
- особенно
- роман
- Новое
- сейчас
- of
- от
- on
- ONE
- Откроется
- операционный
- операционная система
- Другое
- наши
- внешний
- за
- бумага
- часть
- особый
- Патрик
- процент
- фармацевтическая
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- плюс
- Точка
- возможное
- потенциально
- нажмите
- Пресс-релизы
- предварительно
- Принципы
- производит
- производства
- FitPartner™
- Прогресс
- Проект
- Белкове продукты
- Белки
- быстро
- быстро
- на самом деле
- последний
- освободить
- удален
- повторяющийся
- Отчеты
- требовать
- исследованиям
- исследователи
- перезаписи
- РНК
- Сказал
- то же
- говорит
- сканирование
- Наука
- поцарапать
- видел
- отделяющий
- Серии
- семь
- несколько
- значительный
- одинарной
- ШЕСТЬ
- конкретный
- скорость
- раскол
- Стабильность
- Начало
- Шаг
- деформации
- успешный
- Успешно
- переживший
- Коммутатор
- синтетический
- система
- цель
- команда
- чем
- который
- Ассоциация
- Их
- тогда
- Там.
- Эти
- они
- вещи
- этой
- те
- Через
- в
- Всего
- перевод
- пытается
- под
- понимать
- Университет
- непредсказуемый
- открывать
- обнародование
- us
- используемый
- версии
- вирусы
- законопроект
- способы
- we
- когда
- , которые
- широко
- будете
- в
- Работа
- мире
- лет
- йорк
- зефирнет