Naša sposobnost manipuliranja z geni živih organizmov se je v zadnjih letih močno povečala. Zdaj so raziskovalci korak bližje gradnji genomov iz nič, potem ko so razkrili sev kvasovk z več kot 50 odstotki sintetične DNK.
Mednarodni konzorcij raziskovalcev, imenovan Projekt sintetičnega genoma kvasa, od leta 2006 poskuša ponovno napisati celoten genom pivskega kvasa. Organizem je privlačna tarča, ker je evkariont kot mi, poleg tega pa se pogosto uporablja v biotehnološki industriji za proizvodnjo biogoriv, farmacevtskih izdelkov in drugih visoko vrednih kemikalij.
Medtem ko so raziskovalci že prej prepisali genome virusov in bakterij, je kvasovka večji izziv, ker je njena DNK razdeljena na 16 kromosomov. Da bi pospešili napredek, se je vključena raziskovalna skupina osredotočila na prepisovanje drugega kromosoma, preden ju je poskušala združiti.
Ekipa je zdaj uspešno sintetizirala nove različice vseh 16 kromosomov in ustvarila povsem nov kromosom. V seriji prispevkov v Celica in Celična genomika, ekipa poroča tudi o uspešni kombinaciji sedmih teh sintetičnih kromosomov in fragmenta drugega v eni celici. Skupaj predstavljajo več kot 50 odstotkov DNK celice.
"Naša motivacija je razumeti prva načela osnov genoma z gradnjo sintetičnih genomov," je dejal soavtor Patrick Yizhi Cai z Univerze v Manchestru v sporočilo za javnost. "Ekipa je zdaj na novo napisala operacijski sistem nadobudne kvasovke, ki odpira novo dobo inženirske biologije - prehod od poigravanja peščice genov k de-novo oblikovanju in konstrukciji celotnih genomov."
Sintetični kromosomi se bistveno razlikujejo od kromosomov običajnih kvasovk. Raziskovalci so odstranili znatne količine "odpadne DNK", ki se ponavlja in ne kodira specifičnih beljakovin. Zlasti režejo odseke DNK, znane kot transpozoni, ki se lahko naravno rekombinirajo na nepredvidljive načine, da izboljšajo stabilnost genoma.
Prav tako so ločili vse gene, ki kodirajo prenosno RNK, v popolnoma nov 17. genom. Te molekule prenašajo aminokisline v ribosome, celične tovarne beljakovin. Cai Rekel Znanost Molekule tRNA so "žarišča poškodb DNK". Skupina upa, da jih bo z ločitvijo in namestitvijo v tako imenovani "tRNA neokromosom" lažje obdržati pod nadzorom.
»Neokromosom tRNA je prvi popolnoma de novo sintetični kromosom na svetu,« pravi Cai. "Nič takega v naravi ne obstaja."
Druga pomembna sprememba bi lahko pospešila prizadevanja za iskanje uporabnih novih sevov kvasa. Ekipa je v genom vključila sistem, imenovan SCRaMbLE, ki je omogočil hitro preureditev genov znotraj kromosomov. Ta "inducibilni evolucijski sistem" omogoča celicam, da hitro krožijo skozi potencialno zanimive nove genome.
"To je nekako tako kot mešanje kompleta kart," soavtor Jef Boeke z newyorške univerze Langone Health Rekel New Scientist. "Sistem kodiranja je v bistvu razvoj hiperhitrosti, vendar ga lahko vklopimo in izklopimo."
Da bi dobili več modificiranih kromosomov v isto celico kvasovk, je Boekejeva ekipa vodila dolgotrajen program križanja, pri čemer je celice parila z različnimi kombinacijami genomov. Na vsakem koraku je bilo obsežen postopek "odpravljanja napak"., saj so sintetični kromosomi medsebojno delovali na nepredvidljive načine.
S tem pristopom je ekipa vključila šest polnih kromosomov in del še enega v celico, ki je preživela in rasla. Nato so razvili metodo, imenovano kromosomska substitucija, za prenos največjega kromosoma kvasovk iz donorske celice, s čimer se je skupno število povečalo na sedem in pol, skupna količina sintetične DNA pa se je povečala na več kot 50 odstotkov.
Spraviti vseh 17 sintetičnih kromosomov v eno samo celico bo zahtevalo veliko dodatnega dela, a prečkanje polovice je pomemben dosežek. In če lahko ekipa ustvari kvas s popolnoma sintetičnim genomom, bo to pomenilo korak naprej v naši sposobnosti manipuliranja s kodo življenja.
»Temu rad rečem konec začetka, ne začetek konca, ker takrat bomo res lahko začeli mešati ta komplet in proizvajati kvas, ki lahko počne stvari, ki jih še nismo videli, «Boeke pravi v sporočilu za javnost.
Avtorstvo slike: skeniranje elektronskega mikrografa delno sintetičnega kvasa / Cell/Zhao et al.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/
- :ima
- : je
- :ne
- $GOR
- 16
- 17
- 17.
- 2006
- 23
- 50
- a
- sposobnost
- Sposobna
- pospeši
- Račun
- dosežek
- čez
- po
- AL
- vsi
- omogoča
- Prav tako
- skupaj
- znesek
- zneski
- an
- in
- Še ena
- pristop
- SE
- AS
- At
- poskus
- privlačen
- Bakterije
- BE
- ker
- bilo
- pred
- Začetek
- biotehnologije
- brstenje
- Building
- vendar
- by
- klic
- se imenuje
- CAN
- Kartice
- opravlja
- Celice
- izziv
- spremenite
- kromosomi
- bližje
- Soavtor
- Koda
- Kodiranje
- kombinacija
- kombinacije
- združujejo
- popolnoma
- velika
- konzorcij
- Gradbeništvo
- nadzor
- bi
- ustvarjajo
- ustvaril
- kredit
- prehodih
- Cut
- cikel
- škoda
- paluba
- Oblikovanje
- razvili
- drugačen
- DNK
- do
- Ne
- dramatično
- E&T
- vsak
- lažje
- prizadevanja
- konec
- Inženiring
- Celotna
- popolnoma
- Era
- v bistvu
- evolucija
- obstaja
- razširiti
- obsežen
- dodatna
- tovarn
- Najdi
- prva
- osredotočena
- za
- iz
- polno
- v celoti
- Osnove
- dobili
- dogaja
- zrasla
- skupina
- Skupine
- Pol
- na pol poti
- peščica
- Imajo
- Zdravje
- upa
- Ohišje
- HTTPS
- if
- izboljšanje
- in
- Vključena
- narašča
- Industrija
- Zanimivo
- Facebook Global
- v
- vključeni
- IT
- ITS
- Imejte
- Otrok
- znano
- Največji
- življenje
- kot
- živi
- Znamka
- Izdelava
- manchester
- znamka
- Metoda
- spremembe
- več
- Motivacija
- Narava
- nikoli
- Novo
- NY
- normalno
- predvsem
- roman
- novo
- zdaj
- of
- off
- on
- ONE
- Odpre
- deluje
- operacijski sistem
- Ostalo
- naši
- ven
- več
- članki
- del
- zlasti
- Patrick
- odstotkov
- farmacevtski izdelki
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- plus
- Točka
- mogoče
- potencialno
- pritisnite
- Sporočilo za javnost
- prej
- Načela
- proizvodnjo
- proizvodnjo
- Program
- Napredek
- Projekt
- Beljakovine
- Beljakovine
- hitro
- hitro
- res
- nedavno
- sprostitev
- Odstranjeno
- ponavljajoč
- Poročila
- zahteva
- Raziskave
- raziskovalci
- prepisovanje
- RNA
- Je dejal
- Enako
- pravi
- skeniranje
- Znanost
- praska
- videl
- ločitev
- Serija
- sedem
- več
- pomemben
- sam
- SIX
- specifična
- hitrost
- po delih
- Stabilnost
- Začetek
- Korak
- Strains
- uspešno
- Uspešno
- Preživel
- Preklop
- sintetična
- sistem
- ciljna
- skupina
- kot
- da
- O
- Njih
- POTEM
- Tukaj.
- te
- jih
- stvari
- ta
- tisti,
- skozi
- do
- Skupaj za plačilo
- prenos
- poskuša
- pod
- razumeli
- univerza
- nepredvidljivo
- razkrije
- razkrivanje
- us
- Rabljeni
- različice
- virusi
- je
- načini
- we
- kdaj
- ki
- pogosto
- bo
- z
- v
- delo
- svetu
- let
- york
- zefirnet