Canlı organizmaların genlerini manipüle etme yeteneğimiz son yıllarda çarpıcı biçimde arttı. Artık araştırmacılar, yüzde 50'den fazla sentetik DNA içeren bir maya türünü ortaya çıkardıktan sonra sıfırdan genom oluşturmaya bir adım daha yaklaştılar.

2006 yılından bu yana, Sentetik Maya Genomu Projesi adı verilen uluslararası bir araştırmacı konsorsiyumu, bira mayasının tüm genomunu yeniden yazmaya çalışıyor. Organizma çekici bir hedeftir çünkü bizim gibi bir ökaryottur ve aynı zamanda biyoteknoloji endüstrisinde biyoyakıt, ilaç ve diğer yüksek değerli kimyasalların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Araştırmacılar daha önce virüs ve bakterilerin genomlarını yeniden yazmış olsa da, maya daha zorlayıcıydı çünkü DNA'sı 16 kromozoma bölünmüştü. İlerlemeyi hızlandırmak için araştırma gruplarının her biri, bunları birleştirmeye çalışmadan önce farklı bir kromozomu yeniden yazmaya odaklandı.

Ekip artık 16 kromozomun tamamının yeni versiyonlarını başarıyla sentezledi ve tamamen yeni bir kromozom yarattı. Bir dizi makalede Hücre ve Hücre GenomikEkip ayrıca bu sentetik kromozomlardan yedisinin ve diğerinin bir parçasının tek bir hücrede başarılı bir şekilde birleştirildiğini de bildirdi. Toplamda hücre DNA'sının yüzde 50'sinden fazlasını oluştururlar.

Manchester Üniversitesi'nden ortak yazar Patrick Yizhi Cai, "Motivasyonumuz, sentetik genomlar oluşturarak genom temellerinin ilk ilkelerini anlamaktır" dedi. basın bülteni. "Ekip şimdi tomurcuklanan mayanın işletim sistemini yeniden yazdı; bu, mühendislik biyolojisinde yeni bir çağ açıyor; bir avuç genin onarılmasından tüm genomların yeni tasarımına ve inşasına geçiş."

Sentetik kromozomlar normal mayanınkinden oldukça farklıdır. Araştırmacılar, tekrarlayan ve belirli proteinleri kodlamayan önemli miktarda "çöp DNA"yı çıkardı. Özellikle, genomun stabilitesini arttırmak için, öngörülemeyen şekillerde doğal olarak yeniden birleşebilen, transpozon olarak bilinen DNA kısımlarını kesiyorlar.

Ayrıca transfer RNA'sını kodlayan tüm genleri tamamen yeni bir 17. genoma ayırdılar. Bu moleküller amino asitleri hücrenin protein fabrikaları olan ribozomlara taşır. Cai söyledi Bilim tRNA molekülleri “DNA hasarının sıcak noktalarıdır”. Grup, onları ayırıp "tRNA neokromozomu" adı verilen bir yere yerleştirmenin onları kontrol altında tutmayı kolaylaştıracağını umuyor.

Cai, "tRNA neokromozomu dünyanın ilk tamamen de novo sentetik kromozomudur" diyor. "Doğada böyle bir şey yoktur."

Bir diğer önemli değişiklik, yararlı yeni maya türleri bulma çabalarını hızlandırabilir. Ekip, SCRaMbLE adı verilen bir sistemi genoma dahil ederek kromozomların içindeki genlerin hızla yeniden düzenlenmesini mümkün kıldı. Bu "uyarılabilir evrim sistemi", hücrelerin potansiyel olarak ilginç yeni genomlar arasında hızla geçiş yapmasına olanak tanır.

New York Üniversitesi Langone Health'ten ortak yazar Jef Boeke, "Bu bir nevi kart destesini karıştırmak gibi" dedi. söyledi New Scientist. "Karıştırma sistemi aslında hiper hızda bir evrimdir, ancak onu açıp kapatabiliriz."

Boeke'nin ekibi, değiştirilmiş kromozomlardan birkaçını aynı maya hücresine yerleştirmek için, hücreleri farklı genom kombinasyonlarıyla eşleştiren uzun bir melezleme programı yürüttü. Her adımda vardı kapsamlı bir “hata ayıklama” süreciSentetik kromozomlar öngörülemeyen şekillerde etkileşime girdiğinden.

Bu yaklaşımı kullanarak ekip, altı tam kromozomu ve bir diğerinin bir kısmını hayatta kalan ve büyüyen bir hücreye dahil etti. Daha sonra, bir donör hücresinden en büyük maya kromozomunu transfer etmek için kromozom ikamesi adı verilen bir yöntem geliştirdiler, toplamı yedi buçuka çıkardılar ve toplam sentetik DNA miktarını yüzde 50'nin üzerine çıkardılar.

17 sentetik kromozomun tümünü tek bir hücrede toplamak, önemli miktarda ekstra çalışma gerektirecektir, ancak yarı noktayı geçmek önemli bir başarıdır. Ve eğer ekip tamamen sentetik bir genoma sahip maya yaratabilirse, bu, yaşam kodunu manipüle etme yeteneğimizde bir adım değişikliği işaret edecek.

"Ben buna başlangıcın sonu demeyi seviyorum, sonun başlangıcı değil, çünkü o zaman gerçekten desteyi karıştırmaya ve daha önce hiç görmediğimiz şeyleri yapabilen maya üretmeye başlayabileceğiz. ”Boeke basın açıklamasında diyor.

Resim Kredisi: Kısmen sentetik mayanın taramalı elektron mikrografı / Hücre/Zhao ve ark.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2023/11/10/biologists-unveil-the-first-living-yeast-cells-with-over-50-synthetic-dna/