Naukowcy stawiają kolejny krok ku syntetycznej biologii. Międzynarodowy zespół, pod kierunkiem dr Jefa Boeke, szefa Institute for Systems Genetics w Langone Medical Center New York University zbudował pierwszy, syntetyczny, funkcjonalny chromosom drożdży. Jak pisze w najnowszym numerze czasopismo „Science”, to poważny krok w tworzeniu mikroorganizmów na zamówienie, które mogą pomóc w produkcji nowych leków, biopaliw, czy artykułów żywnościowych.

W ciągu minionych pięciu lat naukowcy tworzyli już chromosomy bakterii, czy syntetyczne DNA wirusów, to jednak pierwszy przypadek stworzenia chromosomu komórki eukariotycznej, w której materiał genetyczny mieści się w jądrze komórkowym.

Z pomocą odpowiedniego oprogramowania naukowcy zsyntetyzowali zmieniony w istotny sposób, ale w pełni funkcjonalny chromosom synIII, który udało się wbudować w komórki drożdży piwowarskich (Saccharomyces cerevisiae). Chromosom III wybrano, bo to najmniejszy z 16 chromosomów drożdży, który steruje procesami rozmnażania i zmian genetycznych.

Nasze badania przesuwają biologię syntetyczną ze sfery teorii do rzeczywistości– mówi dr. Boeke. Jak podkreśla, jego zespołowi udało się zbudować najbardziej gruntownie jak dotąd zmieniony chromosom. To, co jednak najważniejsze to fakt, że po jego wbudowaniu, komórki drożdży są zupełnie normalnie, zachowują się, jak zwykłe, dzikie drożdże. Tyle, że – jak zapewnia Boeke – te syntetyczne drożdże mają jeszcze dodatkowe możliwości.

Badacze ujawnili, że po siedmiu latach starań udało im się stworzyć chromosom zbudowany z dokładnie 273, 871 par zasad. Otrzymali go z oryginału zawierającego 316,667 par zasad po wprowadzeniu około 500 większych zmian. Miedzy innymi usunęli powtarzające się sekcje z 47,841 par zasad, co do których uznali, że nie są potrzebne dla reprodukcji i wzrostu komórki. Wycieli też fragmenty śmieciowego DNA, które nie kodują żadnych konkretnych białek i segmenty, o których wiadomo, że przenoszą się w różne miejsca DNA, prowadząc do mutacji.

Zmiana genomu to hazard, jeden niewłaściwy ruch i komórka umrze. Nam udało się wprowadzić w sumie ponad 50 tysięcy zmian i nasze drożdże wciąż żyją. To coś naprawdę znaczącego– podkreśla dr Boeke. Praca była iście herkulesowa, uczestniczyło w niej między innymi około 60 studentów. Współpracowały instytucje naukowe z Chin, Australii, Singapuru, Wielkiej Brytanii i USA.

Badacze są przekonani, że rozwinięcie zastosowanych technik pozwoli teraz tworzyć drożdże przydatne do produkcji niektórych laków, czy szczepionek, umożliwiające bardziej wydajne tworzenie biopaliw. Badania nad nimi pomogą też w lepszym zrozumieniu funkcji genów i zależności między nimi, co przyda się także w badaniach medycznych. Kwestią czasu jest stworzenie całkowicie syntetycznego genomu drożdży. Jak się wydaje, wystarczy tylko powtórzyć te zabiegi w przypadku wszystkich 16 chromosomów.

Źródło: rmf24

Polecane: