ТЕГИ
Синтетическая хромосома, миллионы нуклеотидных пар, биотопливо
Синтетическую хромосома, миллионы нуклеотидных пар
Генной инженерия шагает впере уверенной поступью, новейшие разработки: полная и полноценно функционирующую синтетическую хромосому дрожжей. Эта работа является фрагментом общемирового исследовательского проекта по воспроизведению всех 16 хромосом, необходимых для создания полностью синтетического генома дрожжей.
Синтетическую хромосому пивоваренных дрожжей
Ученые надеются, что эта задача будет решена, ученые из Института Крейга Вентера синтезировали бактериальный геном для получения первой живой клетки, процессы в которой контролировались бы искусственной ДНК. Годом позже Ученые из группы Джефа Боеке (Jef Boeke) из Университета Джона Гопкинса в Балтиморе (США) получили частично синтетическую хромосому пивоваренных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae). Дрожжи являются эукариотами, и генетика дрожжей с их геномом, состоящим из 11 миллионов нуклеотидных пар, гораздо сложнее синтетического бактериального генома, полученного в Институте Крейга Вентера и состоящего из 583000 пар нуклеотидов.
Вакцины типов биотоплива
Синтетическая хромосома работает подобно натуральной. Ученые из группы Боеке продемонстрировали способ создания полностью функционирующей дрожжевой хромосомы III, продемонстрировав возможность создания всех остальных хромосом, проекта Sc2.0, что, наконец, позволило бы получить ответ на ряд фундаментальных для биологии вопросов, а также нащупать пути к разработке новых биотехнологических процессов, в том числе – процессов получения новых вакцин и типов биотоплива. Том Эллис (Tom Ellis), не принимавший участие в исследовании, результаты которого опубликованы, но занимающийся получением синтетической хромосомы XI в рамках проекта Sc2.0, отмечает важность уже проделанной работы. Он отмечает, что хромосома III дрожжей была первой хромосомой живого организма, полное секвенирование которой было проведено в 1992 году, а в настоящее время – спустя 22 года эта первая хромосома организма-эукариота, которая была синтезирована.
Взаимозависимосвязь генов
Анализ значительного количества данных о взаимозависимости генов, чтобы лучше понять основы логики и соединения генетического материала, позволяющие клеткам полноценно работать, поэтому, когда подошло время синтезировать хромосомы из нуклеотидов, исследователям удалось избавиться от всех дестабилизирующих элементов, как, например, транспосомы – тип мигрирующих генов, способных изменить свое местоположение в геноме.
Синтетический геном
В результате этого завершенный синтетический геном оказался более устойчивым, позволяя выполнять в клетке более предсказуемую работу, что желательно для биотехнологии. Несмотря на все изменения, которые были проведены исследователями из группы Боеке на пути от секвенированной хромосомы к синтетической – около 50000 оснований ДНК были подвергнуты делеции, инсерции или замене, синтетическая хромосома работает подобно натуральной хромосоме дрожжей, что и было продемонстрировано на экспериментах с клетками дрожжей. Эксперт по геномике из Гарварда Джек Жоштак (Jack Szostak) заявляет, что работа Боеке представляет собой уникальное открытие. Подвергшаяся умному дизайну хромосома может стать хорошим инструментом для будущих экспериментов в области генетике, поскольку методы, использованные и отработанные при синтезе хромосомы, могут применяться и в других экспериментах по генной инженерии.
