Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • vsh25
  • Vitacoin

Синтия-3.0

Создан первый синтетический организм с минимальным геномом

Александр Ершов, N+1

Команде биологов под руководством Крейга Вентера удалось создать организм с минимальным возможным геномом, который был получен полностью синтетическим путем. Основой минимального генома стал геном бактерии Mycoplasma mycoides, который ученым удалось «ужать» почти вдвое. Интересно, что из 473 генов, которые входят в его состав, роль 149 сейчас почти не известна. Работа Hutchison III et al. Design and synthesis of a minimal bacterial genome опубликована в журнале Science.

synthia3.jpg
Колония синтетических бактерий (размер шкалы = 10 мкм).
Электронная микрофотография J. Craig Venter Institute – ВМ.

Новая работа является продолжением более раннего эксперимента, в ходе которого той же команде удалось создать систему искусственного синтеза геномов. В 2010 году ученые представили штамм Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, ДНК которого была целиком получена из тысяч небольших фрагментов — олигонуклеотидов, полученных химическим путем. Эта ДНК была введена в клетку-реципиент, геном которой был предварительно разрушен. Главным достижением исследователей тогда стала разработка системы, которая позволяет собирать отдельные олигонуклеотиды в длинные фрагменты ДНК, исправлять внесенные синтезом ошибки и в конце концов получать полностью синтетические, «дизайнерские» геномы.

В опубликованной в 2010 году работе речь шла о синтезе генома, практически идентичного геному природной бактерии (за исключением небольшого числа специально введенных «водяных знаков»). В новой работе исследователи сделали шаг вперед и смогли минимизировать число генов, которые содержаться в геноме до абсолютно необходимого минимума.

При определении «минимальности» на геном накладывалось два ключевых требования: 1) он должен был позволять организму самостоятельно размножаться (реплицироваться) и 2) делать это достаточно быстро, чтобы низкая скорость роста колоний не была препятствием для проведения экспериментов. Для создания минимального набора ученые применили несколько параллельных стратегий. Например, мутагенез транспозонами, который позволяет избирательно выключать отдельные гены посредством встройки в его последовательность мобильного генетического элемента. Если бактериям удалось выживать в условиях наличия в некотором гене такой вставки, этот ген считался не-необходимым для жизни. Впрочем, использовать такие данные напрямую оказалось невозможно из-за функционального дублирования: если два гена могут выполнять одну жизненно важную функцию, то каждый из этих генов кажется не-необходимым, хотя удаление обоих приводит к гибели организма. В итоге набор необходимых генов авторам пришлось подбирать вручную, основываясь как на данных транспозонного мутагенеза, так и на данных сравнительной геномики.

Авторы статьи позиционируют полученный организм как исследовательскую площадку для добавления новых функций. По их задумке, организм с минимальным геномом должен быть более предсказуем и эффективен для синтетической биологии, которая сейчас полагается на природные модельные организмы вроде E. coli или пекарских дрожжей.

Сама концепция минимально необходимого генома была разработана Евгением Куниным и Аркадием Мушегяном еще в 1996 году. По их тогдашним оценкам, полученным на основе сравнения только что отсеквенированных геномов Mycoplasma genitalium и Haemophilus influenzae, в состав минимального генома должно входить около 256 генов.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 25.03.2016

Читать статьи по темам:

синтетическая биология гены Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Синтетическая жизнь

В настоящее время под синтетической биологией понимают создание новых биологических конструктов и систем, а также изменение природных живых систем с целью получения организма с желаемыми качествами.

читать

Свободу биохакерам!

Идея создания светящихся растений вызвала у «зеленых» бурю негодования. Они уже назвали проект Glowing Plant лазейкой в законах США, которую «безответственные хакеры» могут использовать так, как им заблагорассудится.

читать

Glowing Plants: всем спасибо!

Проект создания светящегося растения Glowing Plants успешно завершил сбор пожертвований на площадке Kickstarter.

читать

На светящиеся сады не хватает $25 000

Люди добрые! Подайте, сколько можете, на проект по созданию светящегося растения и получите возможность вырастить его у себя дома.

читать

Первый искусственный бактериальный геном

Летом 2007 г. институт знаменитого Крейга Вентера закончил работу по созданию первой в мире «рукотворной» бактерии.

читать