За останні роки наша здатність маніпулювати генами живих організмів різко розширилася. Тепер дослідники стали на крок ближче до створення геномів з нуля після того, як оприлюднили штам дріжджів із понад 50% синтетичної ДНК.
З 2006 року міжнародний консорціум дослідників під назвою Synthetic Yeast Genome Project намагається переписати весь геном пивних дріжджів. Організм є привабливою мішенню, оскільки він такий же еукаріот, як і ми, а також широко використовується в біотехнологічній промисловості для виробництва біопалива, фармацевтичних препаратів та інших цінних хімікатів.
У той час як дослідники раніше переписували геноми вірусів і бактерій, дріжджі є більш складними, оскільки їх ДНК розділена на 16 хромосом. Щоб прискорити прогрес, кожна дослідницька група зосередилася на переписуванні іншої хромосоми, перш ніж спробувати їх поєднати.
Зараз команда успішно синтезувала нові версії всіх 16 хромосом і створила абсолютно нову хромосому. У серії робіт в Осередок та Клітинна геноміка, команда також повідомляє про успішне поєднання семи з цих синтетичних хромосом плюс фрагмент іншої в одній клітині. Загалом вони складають понад 50 відсотків ДНК клітини.
«Наша мотивація полягає в тому, щоб зрозуміти перші принципи основ геному шляхом створення синтетичних геномів», — сказав співавтор Патрік Іджі Цай з Університету Манчестера в прес-реліз. «Команда тепер переписала операційну систему дріжджів, що починають розвиватися, що відкриває нову еру інженерної біології — перехід від переробки кількох генів до дизайну заново та створення цілих геномів».
Синтетичні хромосоми значно відрізняються від хромосом звичайних дріжджів. Дослідники видалили значну кількість «сміттєвої ДНК», яка повторюється і не кодує певні білки. Зокрема, вони розрізають ділянки ДНК, відомі як транспозони, які можуть природно рекомбінувати непередбачуваними способами, щоб покращити стабільність геному.
Вони також розділили всі гени, що кодують транспортну РНК, у абсолютно новий 17-й геном. Ці молекули переносять амінокислоти до рибосом, білкових фабрик клітини. Цай сказав наука Молекули тРНК є «гарячими точками пошкодження ДНК». Група сподівається, що, відокремивши їх і помістивши в так звану «неохромосому тРНК», буде легше тримати їх під контролем.
«Неохромосома тРНК — це перша в світі повністю синтетична хромосома de novo», — каже Цай. «Нічого подібного в природі не існує».
Ще одна значна зміна може прискорити пошук корисних нових штамів дріжджів. Команда включила в геном систему під назвою SCRaMbLE, що дало можливість швидко переставляти гени в хромосомах. Ця «система індуцибельної еволюції» дозволяє клітинам швидко переміщатися між потенційно цікавими новими геномами.
«Це схоже на тасування колоди карт», – співавтор Джеф Буке з Нью-Йоркського університету Langone Health сказав New Scientist. «Система скремблування — це, по суті, еволюція гіпершвидкості, але ми можемо її вмикати та вимикати».
Щоб отримати кілька модифікованих хромосом в одній дріжджовій клітині, команда Буке провела тривалу програму схрещування, спаровуючи клітини з різними комбінаціями геномів. На кожному кроці було великий процес «налагодження»., оскільки синтетичні хромосоми взаємодіяли непередбачуваним чином.
Використовуючи цей підхід, команда включила шість повних хромосом і частину ще однієї в клітину, яка вижила і виросла. Потім вони розробили метод під назвою хромосомна заміна, щоб перенести найбільшу дріжджову хромосому з донорської клітини, збільшивши загальну кількість до семи з половиною і збільшивши загальну кількість синтетичної ДНК до понад 50 відсотків.
Для того, щоб зібрати всі 17 синтетичних хромосом в одну клітину, знадобиться значна додаткова робота, але перетин половини є значним досягненням. І якщо команда зможе створити дріжджі з повністю синтетичним геномом, це стане кроком у зміну нашої здатності маніпулювати кодом життя.
«Мені подобається називати це кінцем початку, а не початком кінця, тому що саме тоді ми дійсно зможемо почати тасувати цю колоду та виробляти дріжджі, які можуть робити речі, яких ми ніколи раніше не бачили, », - йдеться у прес-релізі Боке.
Авторство зображення: скануюча електронна мікрофотографія частково синтетичних дріжджів / Cell/Zhao et al.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/
- : має
- :є
- : ні
- $UP
- 16
- 17
- 17th
- 2006
- 23
- 50
- a
- здатність
- Здатний
- прискорювати
- рахунки
- досягнення
- через
- після
- AL
- ВСІ
- дозволяє
- Також
- взагалі
- кількість
- суми
- an
- та
- Інший
- підхід
- ЕСТЬ
- AS
- At
- спроба
- привабливий
- Бактерії
- BE
- оскільки
- було
- перед тим
- початок
- біотехнології
- брунькування
- Створюємо
- але
- by
- call
- званий
- CAN
- Cards
- нести
- Клітини
- складні
- зміна
- Хромосоми
- ближче
- Співавтор
- код
- Кодування
- поєднання
- комбінації
- об'єднувати
- повністю
- значний
- консорціуму
- будівництво
- контроль
- може
- створювати
- створений
- кредит
- перехід
- Вирізати
- цикл
- пошкодження
- палуба
- дизайн
- розвиненою
- різний
- ДНК
- do
- Ні
- різко
- E&T
- кожен
- легше
- зусилля
- кінець
- Машинобудування
- Весь
- повністю
- Епоха
- по суті
- еволюція
- існує
- розширений
- обширний
- додатково
- заводи
- знайти
- Перший
- увагу
- для
- від
- Повний
- повністю
- Основи
- отримати
- буде
- виросла
- Group
- Групи
- Половина
- на півдорозі
- жменя
- Мати
- здоров'я
- сподівається,
- житло
- HTTPS
- if
- удосконалювати
- in
- Зареєстрований
- зростаючий
- промисловість
- цікавий
- Міжнародне покриття
- в
- залучений
- IT
- ЙОГО
- тримати
- Дитина
- відомий
- найбільших
- життя
- як
- життя
- зробити
- Робить
- Манчестер
- позначити
- метод
- модифікований
- більше
- мотивація
- природа
- ніколи
- Нові
- Нью-Йорк
- нормальний
- особливо
- роман
- Novo
- зараз
- of
- від
- on
- ONE
- Відкриється
- операційний
- операційна система
- Інше
- наші
- з
- над
- документи
- частина
- приватність
- Патрік
- відсотків
- Фармацевтика
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- плюс
- точка
- це можливо
- потенційно
- press
- Прес-реліз
- раніше
- Принципи
- виробляти
- виробництво
- програма
- прогрес
- проект
- Білок
- Білки
- швидко
- швидко
- насправді
- останній
- звільнити
- Вилучено
- повторювані
- Звіти
- вимагати
- дослідження
- Дослідники
- перезапису
- РНК
- Зазначений
- то ж
- говорить
- сканування
- наука
- подряпати
- бачив
- розділення
- Серія
- сім
- кілька
- значний
- один
- SIX
- конкретний
- швидкість
- розкол
- Стабільність
- старт
- Крок
- Штамми
- успішний
- Успішно
- Вижили
- перемикач
- синтетичний
- система
- Мета
- команда
- ніж
- Що
- Команда
- Їх
- потім
- Там.
- Ці
- вони
- речі
- це
- ті
- через
- до
- Усього:
- переклад
- намагається
- при
- розуміти
- університет
- непередбачуваний
- розкрити
- відкриття
- us
- використовуваний
- версії
- віруси
- було
- способи
- we
- коли
- який
- широко
- волі
- з
- в
- Work
- світі
- років
- йорк
- зефірнет