5 Cromozomi Sintetici Cu Drojdie Creată

{h1}

Oamenii de știință au anunțat recent că au înlocuit cinci dintre cromozomi într-o drojdie naturală cu versiuni sintetice.

Lumea este cu un pas mai aproape de un nou organism sintetic.

Oamenii de știință au creat cinci cromozomi sintetici de drojdie și i-au plasat în celulele drojdiei. Cromozomii sunt compuși din litere normale, sau perechi de baze, care alcătuiesc ADN, dar secvența este ușor diferită de cele găsite în mod natural în drojdie.

Noile cromozomi ar putea ajuta la răspunsul la întrebările științifice de bază, cum ar fi scopul porțiunilor de ADN care nu codifică genele; acestea ar putea fi utile și pentru producerea de medicamente precum anticorpii împotriva cancerului la scară masivă, a declarat co-autorul studiului Joel Bader, profesor de bioinformatică la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore.

Rezultatele au fost publicate astăzi (9 martie) în revista Science în șapte lucrări separate. [Dezvăluirea genomului uman: 6 repere moleculare]

Construirea unui genom

În 2010, oamenii de știință au reușit să creeze primul organism viu cu un genom complet sintetic, numit o bacterie Micoplasme micotide. Alte laboratoare au modificat genele necesare vieții, creând bacterii cu genomi sintetici care conțin cele mai puține gene necesare vieții. În 2014, cercetătorii au sintetizat primul cromozom artificial de drojdie. [Infografic: modul în care oamenii de știință au creat o formă de viață semi-artificială]

Noul efort face parte dintr-un proiect mai mare numit Synthetic Yeast Genome Project (Sc2.0), care își propune să înlocuiască toate cele 16 cromozomi cu drojdie cu versiuni sintetice. Odată ce aceste versiuni sintetice vor fi schimbate cu cele naturale, acestea ar putea fi modificate astfel încât drojdia rezultată să producă substanțe chimice industriale, antibiotice sau chiar mai gustoase carne falsă, a spus Bader.

Pentru a construi genomii sintetici, echipele au analizat mai întâi fișierele de computer care conțin toate datele genetice din drojdia naturală Baker. În continuare, s-au uitat la genomii proiectanți pe care sperau să le reproducă și au făcut modificări la genomii de referință din fișierele computerizate. De acolo, fișierele sunt tăiate în secvențe mai mici care corespund cu ceea ce poate fi făcut în laborator.

De acolo, echipa a sintetizat perechile de baze individuale, sau scrisori de ADN, într-o farfurie, apoi au folosit șabloanele pentru a asambla fragmente mici de ADN, care au fost apoi reunite. Aceste fragmente puțin mai mari au fost apoi plasate în drojdie. Celulele de drojdie folosesc o metodă numită recombinare omologă pentru a repara ADN-ul deteriorat, iar echipa a profitat de această abilitate pentru ca celula să-și schimbe codul genetic real și să o înlocuiască cu fragmente sintetice de ADN. Făcând acest proces de mai multe ori, echipa a înlocuit în cele din urmă cele cinci cromozomi cu drojdie cu copii sintetice, a spus Bader.

"Unul dintre lucrurile uimitoare este că punem ADN-ul în celule, iar celulele drojdiei îl organizează în cromozomi", a spus Bader pentru WordsSideKick.com.

Acest lucru face procesul de creare a cromozomilor sintetici în mod semnificativ mai ușor, având în vedere că cromozomii sunt alcătuiți din ADN-ul strâns strâns în jurul micilor bobine cunoscute sub numele de histone, care sunt, de asemenea, modificate de substanțe chimice separate. Deoarece celulele mamifere nu au recombinare omologă, ar fi mai dificil să se asambleze un cromozom mamifer, a spus Bader.

Genomii sintetici sunt foarte asemănătoare cu cei naturali, dar cercetătorii au eliminat o parte din genele pe care le suspectează că nu sunt necesare. De asemenea, au eliminat una dintre secvențele de trei litere care spun celulei să înceteze citirea unui fragment de ADN și să îl transpună într-o proteină, cunoscută sub numele de stop codon. Scopul este de a recompune acest codon de stop pentru a face forme complet noi de aminoacizi, a spus Bader.

Obiective pe termen lung

Echipa speră ca prin crearea unei drojdii complet sintetice, să poată răspunde la întrebări de bază despre rolul ADN-ului. De exemplu, există adesea secvențe repetitive de ADN despre care mulți oameni de știință cred că sunt resturile rămase din infecțiile virale din trecutul drojdiei. Ștergând aceste fragmente, cercetătorii pot testa eficient aceste idei. Oamenii de știință ar putea, de asemenea, să construiască molecule complicate, cum ar fi proteinele de anticorp cu vârf de zahăr utilizate în tratamentele mai noi pentru cancer, care în mod normal trebuie făcute în culturi de celule scumpe de mamifere, a spus Bader.

În timp ce noua lucrare folosește esențial aceleași tehnici de asamblare a genelor ca și proiectul din 2014, dezvoltarea de noi programe de calculator a permis grupurilor mari să colaboreze la proiect, a spus George Church, un medic genetician de la Universitatea Harvard care lucrează la un produs sintetic separat E coli proiect de genom, numit proiectul rE.coli. De asemenea, lucrează la un proiect de creare a porcilor umanizați, care ar putea furniza transplanturi care nu ar fi respinse de sistemul imunitar.

În plus, traducerea lecțiilor învățate în drojdie ar putea fi o provocare, a spus Biserica, care nu a fost implicată în cercetările actuale.

„Fie că învățăm de la acest lucru în proiectele mai mari de scriere a genomului la porci și oameni, asta rămâne de văzut”, a declarat Church WordsSideKick.com.

Interesant este că proiectul a folosit instrumentul de editare a tăieturilor și a pastei mult numit CRISPR pentru doar 31 de modificări genetice din peste 5 milioane de scrisori asamblate în proiect. În timp ce CRISPR a fost promovat ca o modalitate revoluționară de a face modificări punct la punct în genom, aceasta are o rată de eroare destul de mare, de aproximativ 50 la sută pentru fiecare modificare făcută, a spus Church.

„Dacă faceți 10 dintre aceste [modificări CRISPR] aveți o șansă de 1 în 1.000 de a obține ceea ce trebuie, iar dacă faceți 20 dintre aceștia aveți șanse de 1 miliard de a obține ceea ce trebuie, "A spus Biserica.

Având în vedere că, în viitor, oamenii de știință ar putea fi mai probabil să sintetizeze swath-uri mari ale genomului folosind această tehnică și apoi doar să o schimbați, deoarece rata generală de eroare este mai mică decât a face multe modificări minuscule bazate pe litere folosind CRISPR, a spus Church. Acest lucru poate fi valabil mai ales pentru lucrurile precum porcii umanizați, despre care oamenii de știință știu că vor necesita multe schimbări genetice, a adăugat el.

Publicat inițial pe WordsSideKick.com.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


„Lacul Dispărător” Din Oregon A Explicat
„Lacul Dispărător” Din Oregon A Explicat

Blowhole „Breathalyzer” Arată Salmonella În Balenele Ucigătoare
Blowhole „Breathalyzer” Arată Salmonella În Balenele Ucigătoare

Ce Este Garcinia Cambogia?
Ce Este Garcinia Cambogia?

Eliberați Kraken! Fotografii De Squid Giant
Eliberați Kraken! Fotografii De Squid Giant

Mamele Sunt Sub Stres Mai Predispuse La Sugari Supraîncărcați
Mamele Sunt Sub Stres Mai Predispuse La Sugari Supraîncărcați


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com