Khả năng điều khiển gen của các sinh vật sống của chúng ta đã mở rộng đáng kể trong những năm gần đây. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã tiến một bước gần hơn tới việc xây dựng bộ gen từ đầu sau khi tiết lộ một chủng nấm men có hơn 50% DNA tổng hợp.
Kể từ năm 2006, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế có tên là Dự án bộ gen nấm men tổng hợp đã cố gắng viết lại toàn bộ bộ gen của men bia. Sinh vật này là mục tiêu hấp dẫn vì nó là sinh vật nhân chuẩn giống như chúng ta và nó cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghệ sinh học để sản xuất nhiên liệu sinh học, dược phẩm và các hóa chất có giá trị cao khác.
Trong khi các nhà nghiên cứu trước đây đã viết lại bộ gen của virus và vi khuẩn, nấm men gặp nhiều thách thức hơn vì DNA của nó được phân chia thành 16 nhiễm sắc thể. Để đẩy nhanh tiến độ, các nhóm nghiên cứu tham gia đều tập trung vào việc viết lại một nhiễm sắc thể khác nhau trước khi cố gắng kết hợp chúng.
Nhóm nghiên cứu hiện đã tổng hợp thành công các phiên bản mới của tất cả 16 nhiễm sắc thể và tạo ra một nhiễm sắc thể hoàn toàn mới. Trong một loạt bài báo ở Pin và Hệ gen tế bào, nhóm nghiên cứu cũng báo cáo sự kết hợp thành công của bảy nhiễm sắc thể tổng hợp này, cộng với một đoạn của nhiễm sắc thể khác, trong một tế bào. Nhìn chung, chúng chiếm hơn 50% DNA của tế bào.
Đồng tác giả Patrick Yizhi Cai từ Đại học Manchester cho biết: “Động lực của chúng tôi là hiểu những nguyên tắc cơ bản đầu tiên của bộ gen bằng cách xây dựng bộ gen tổng hợp”. nhấn phát hành. “Nhóm nghiên cứu hiện đã viết lại hệ điều hành của nấm men đang phát triển, mở ra một kỷ nguyên mới của kỹ thuật sinh học – chuyển từ việc mày mò một số ít gen sang thiết kế và xây dựng toàn bộ bộ gen.”
Các nhiễm sắc thể tổng hợp khác biệt đáng kể so với nhiễm sắc thể của nấm men bình thường. Các nhà nghiên cứu đã loại bỏ một lượng đáng kể “DNA rác” lặp đi lặp lại và không mã hóa cho các protein cụ thể. Đặc biệt, họ cắt các đoạn DNA được gọi là transposon - có thể tái kết hợp một cách tự nhiên theo những cách không thể đoán trước - để cải thiện tính ổn định của bộ gen.
Họ cũng tách tất cả các gen mã hóa RNA chuyển thành bộ gen thứ 17 hoàn toàn mới. Những phân tử này mang axit amin đến ribosome, nhà máy sản xuất protein của tế bào. Cái nói với Khoa học Các phân tử tRNA là “điểm nóng gây tổn hại DNA”. Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng bằng cách tách chúng ra và đặt chúng trong cái gọi là “tRNA neochromosome” sẽ giúp việc kiểm soát chúng dễ dàng hơn.
Cai cho biết: “TRNA neochromosome là nhiễm sắc thể tổng hợp hoàn toàn mới đầu tiên trên thế giới”. “Không có thứ gì như thế này tồn tại trong tự nhiên.”
Một sự thay đổi quan trọng khác có thể đẩy nhanh nỗ lực tìm kiếm các chủng nấm men mới hữu ích. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp một hệ thống có tên SCRaMbLE vào bộ gen, giúp có thể sắp xếp lại nhanh chóng các gen trong nhiễm sắc thể. “Hệ thống tiến hóa cảm ứng” này cho phép các tế bào nhanh chóng chuyển đổi qua các bộ gen mới đầy tiềm năng thú vị.
“Nó giống như việc xáo trộn một bộ bài,” đồng tác giả Jef Boeke từ Langone Health thuộc Đại học New York nói với New Scientist. “Hệ thống tranh giành về cơ bản là sự phát triển ở tốc độ siêu tốc, nhưng chúng tôi có thể bật và tắt nó.”
Để đưa một số nhiễm sắc thể đã biến đổi vào cùng một tế bào nấm men, nhóm của Boeke đã thực hiện một chương trình lai tạo kéo dài, ghép các tế bào với các tổ hợp bộ gen khác nhau. Ở mỗi bước có một quá trình "gỡ lỗi" mở rộng, khi các nhiễm sắc thể tổng hợp tương tác theo những cách không thể đoán trước được.
Sử dụng phương pháp này, nhóm nghiên cứu đã kết hợp sáu nhiễm sắc thể đầy đủ và một phần của một nhiễm sắc thể khác vào một tế bào sống sót và phát triển. Sau đó, họ đã phát triển một phương pháp gọi là thay thế nhiễm sắc thể để chuyển nhiễm sắc thể nấm men lớn nhất từ một tế bào hiến tặng, nâng tổng số lên bảy rưỡi và tăng tổng lượng DNA tổng hợp lên hơn 50%.
Việc đưa tất cả 17 nhiễm sắc thể tổng hợp vào một tế bào sẽ đòi hỏi nhiều công sức hơn, nhưng vượt qua được nửa chặng đường là một thành tựu đáng kể. Và nếu nhóm có thể tạo ra loại men có bộ gen tổng hợp hoàn toàn, nó sẽ đánh dấu một bước thay đổi về khả năng thao túng mã sự sống của chúng ta.
“Tôi muốn gọi đây là sự kết thúc của sự khởi đầu, không phải sự bắt đầu của sự kết thúc, bởi vì đó là lúc chúng ta thực sự có thể bắt đầu xáo trộn bộ bài đó và tạo ra loại men có thể làm được những điều mà chúng ta chưa từng thấy trước đây, ” Boeke nói trong thông cáo báo chí.
Tín dụng hình ảnh: Ảnh hiển vi điện tử quét của nấm men tổng hợp một phần / Tế bào/Zhao và cộng sự.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/
- : có
- :là
- :không phải
- $ LÊN
- 16
- 17
- 17th
- 2006
- 23
- 50
- a
- có khả năng
- Có khả năng
- đẩy nhanh tiến độ
- Tài khoản
- thành tích
- ngang qua
- Sau
- AL
- Tất cả
- cho phép
- Ngoài ra
- hoàn toàn
- số lượng
- số lượng
- an
- và
- Một
- phương pháp tiếp cận
- LÀ
- AS
- At
- cố gắng
- hấp dẫn
- Vi khuẩn
- BE
- bởi vì
- được
- trước
- Bắt đầu
- công nghệ sinh học
- chớm nở
- Xây dựng
- nhưng
- by
- cuộc gọi
- gọi là
- CAN
- Thẻ
- mang
- Tế bào
- thách thức
- thay đổi
- Nhiễm sắc thể
- gần gũi hơn
- Đồng tác giả
- mã
- Lập trình
- kết hợp
- kết hợp
- kết hợp
- hoàn toàn
- đáng kể
- tập đoàn
- xây dựng
- điều khiển
- có thể
- tạo
- tạo ra
- tín dụng
- băng qua
- Cắt
- chu kỳ
- hư hại
- boong
- Thiết kế
- phát triển
- khác nhau
- dna
- do
- Không
- đột ngột
- E&T
- mỗi
- dễ dàng hơn
- những nỗ lực
- cuối
- Kỹ Sư
- Toàn bộ
- hoàn toàn
- Kỷ nguyên
- chủ yếu
- sự tiến hóa
- tồn tại
- mở rộng
- mở rộng
- thêm
- nhà máy
- Tìm kiếm
- Tên
- tập trung
- Trong
- từ
- Full
- đầy đủ
- Nguyên tắc cơ bản
- được
- đi
- lớn
- Nhóm
- Các nhóm
- Một nửa
- nửa chừng
- số ít
- Có
- cho sức khoẻ
- hy vọng
- nhà ở
- HTTPS
- if
- nâng cao
- in
- Hợp nhất
- tăng
- ngành công nghiệp
- thú vị
- Quốc Tế
- trong
- tham gia
- IT
- ITS
- Giữ
- Loại
- nổi tiếng
- lớn nhất
- Cuộc sống
- Lượt thích
- sống
- làm cho
- Làm
- manchester
- dấu
- phương pháp
- sửa đổi
- chi tiết
- Động lực
- Thiên nhiên
- không bao giờ
- Mới
- Newyork
- bình thường
- đáng chú ý
- tiểu thuyết
- Novo
- tại
- of
- off
- on
- ONE
- mở ra
- hoạt động
- hệ điều hành
- Nền tảng khác
- vfoXNUMXfipXNUMXhfpiXNUMXufhpiXNUMXuf
- ra
- kết thúc
- giấy tờ
- một phần
- riêng
- patrick
- phần trăm
- dược phẩm
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- thêm
- Điểm
- có thể
- có khả năng
- nhấn
- Thông cáo báo chí
- trước đây
- nguyên tắc
- sản xuất
- sản xuất
- chương trình
- Tiến độ
- dự án
- Protein
- Protein
- Mau
- nhanh chóng
- có thật không
- gần đây
- phát hành
- Đã loại bỏ
- lặp đi lặp lại
- Báo cáo
- yêu cầu
- nghiên cứu
- nhà nghiên cứu
- viết lại
- RNA
- Nói
- tương tự
- nói
- quét
- Khoa học
- xước
- đã xem
- ngăn cách
- Loạt Sách
- XNUMX
- một số
- có ý nghĩa
- duy nhất
- Six
- riêng
- tốc độ
- chia
- Tính ổn định
- Bắt đầu
- Bước
- Chủng
- thành công
- Thành công
- Sống sót
- Công tắc điện
- sợi tổng hợp
- hệ thống
- Mục tiêu
- nhóm
- hơn
- việc này
- Sản phẩm
- Them
- sau đó
- Đó
- Kia là
- họ
- điều
- điều này
- những
- Thông qua
- đến
- Tổng số:
- chuyển
- cố gắng
- Dưới
- hiểu
- trường đại học
- không thể đoán trước
- công bố
- hé lộ
- us
- đã sử dụng
- phiên bản
- virus
- là
- cách
- we
- khi nào
- cái nào
- rộng rãi
- sẽ
- với
- ở trong
- Công việc
- thế giới
- năm
- york
- zephyrnet