Синтетический прорыв биологии: бактерии с искусственным геномом сам тиражируются

Автор: | Октябрь 16, 2018
синтетический

Объявленный как прорыв в синтетической биологии, ученые в США создали тип бактерий с искусственнымгеном, который способен к сам репликация: они проектировали геном в компьютере, синтезировал его в лабораторном использованиихимикаты и организменные организмы, затем пересадил его в клетку реципиента, тогда продолжавшую самотиражироваться под контролемтолько синтетический геном.Они предполагают, что новый метод мог использоваться, чтобы исследовать машинное оборудование жизни и также бактерий инженера с диапазоном использования такойпроизвести биотопливо, препараты и очистить среду.Вы можете читать о как исследовательская группа, во главе с Крэйгом Вентером из Института Дж Крэйга Вентера, не для исследования генома прибылиучреждение с лабораториями в в Роквилле, Мэриленд и Сан-Диего, Калифорния, достигло этого «доказательства принципа» прорыв в a20 мая онлайновая проблема Науки.

В этом исследовании исследователи объединили два предыдущих достижения, где они химически синтезировали бактериальный геноми успешно пересаженный естественный геном одной клетки бактерий в другого.Несмотря на то, что не строго полностью синтетическая клетка, в том единственном геном искусственен, ведущий исследователь доктор Дж Крэйг Вентер, который былработа в этой области в течение прошлых 15 лет, сказанных прессу, что:«Это — первая синтетическая клетка, которой это было сделано, и мы называем ее синтетическим продуктом, потому что клетка полностью получена из синтетического продуктахромосома, сделанная с четырьмя бутылками химикатов на химическом синтезаторе, начиная с информации в компьютере."«Это становится очень мощным инструментом для попытки проектировать то, что мы хотим, чтобы биология сделала», сказал Вентер, добавив, что они уже имеютмного заявлений в памяти, таких как проектирование морских водорослей, чтобы захватить CO2 и сделать новые углеводороды для топлива или убыстритьсяпроизводство вакцины, сделайте новые пищевые ингредиенты или очистите воду.

В газете журнала Вентер и коллеги описывают, как они проектировали, синтезировали и собрали Микоплазмугеном mycoides JCVI-syn1.0, сделанный из 1,08 миллионов пар азотистых оснований, и затем пересаженный это в Микоплазмуклетка реципиента capricolum, чтобы сделать новую Микоплазму mycoides клетками управляемый только синтетическим продуктомхромосома.Они написали, что единственная ДНК в клетках была искусственной последовательностью ДНК, включая последовательности «отметки уровня воды» и «другойразработанное генное стирание и полиморфизмы и мутации, полученные во время строительного процесса».

Последовательности отметки уровня водыбыли вставлены так, они могли отличить синтетические клетки от диких.Чтобы синтезировать геном с более чем миллионом пар азотистых оснований, они должны были использовать несколько шагов, так как текущие методы могут только собратьсякороткие полосы писем о ДНК за один раз.Сначала они вставили более короткие последовательности ДНК в дрожжи, где ферменты репарации организма пришили их, тогда онипереданный эти последовательности среднего размера в E. coli, затем назад в дрожжи, и таким образом, пока у них не было полного включения геномаболее чем миллион пар азотистых оснований.Заявление Института Родной матери Дж Крэйга описало процесс более подробно:«Команда проектировала 1 078 определенных кассет ДНК, которые были 1 080 парами азотистых оснований долго.

Эти кассеты были разработаны так, чтобыконцы каждой кассеты ДНК наложились на каждого из ее соседей 80bp."Затем описывая три стадии процесса блока, они объясняют, как они сначала взяли «10 кассет ДНК за один раз кпостройте 110, 10 000 сегментов BP», и на второй стадии, взяли «10 000 сегментов BP, взяты 10 за один раз, чтобы произвести одиннадцать,100 000 сегментов BP», и на третьей стадии и заключительном этапе, взяли «все 11, сегменты на 100 КБ были собраны в полный синтетический продуктгеном в дрожжевых клетках и выращенный как дрожжи искусственная хромосома».Они выделили полный синтетический продукт M. mycoides геном от дрожжевой клетки и пересадили его в M.capricolum, ферменты ограничения которого были удалены. (Ферменты ограничения «защищают» геном путем сокращения ДНК этоне принадлежит ему, процесс, как думают, является механизмом защиты против инфекционных агентов как вирусы, вторгающиеся в ДНКклетки — хозяева.)

ДНК от синтетического генома была транскрибирована в РНК посредника (ключевая стадия экспрессии гена, когда ДНКинструкции превращены в белки, делающие работу в организме), которые были тогда переведены на новые белки.Исследователи сказали, что геном клетки реципиента, M. capricolum, был или разрушен ферментами ограниченияот M. mycoides, или был «потерян во время повторного исследования клетки».

После двух дней культивирования в чашке Петри жизнеспособные клетки M. mycoides, который содержал только синтетическую ДНК, были ясновидимый, сказали исследователи.Хорошо зная о социальном и этическом рассмотрении этого типа науки, исследователи просили биоэтический обзор вначалев их расследованиях, назад в конце 1990-х.Вентер сказал:«Мы были поглощены этим исследованием, но мы были также одинаково сосредоточены на обращении к социальным применениям какоймы верим, будет одна из самых сильных технологий и промышленных водителей для социальной пользы."«Я думаю, что это — первый уровень в науке, где обширный биоэтический обзор имел место, прежде чем эксперименты были сделаны»,он сказал прессу.«Это — часть продолжающегося процесса, который мы стимулировали, пытаясь удостовериться, что наука продолжается этическим способом, чтомы являемся вдумчивыми о том, что мы делаем и нетерпеливое ожидание применений к будущему», добавил он.

Synthetic Genomics Inc, компания, соучрежденная Вентером и его коллегой доктором Гамильтоном О. Смитом, финансировалаисследование.«Создание бактериальной клетки, управляемой химически синтезируемым геномом».Дэниел Г. Гибсон, Иоанн I. Стекло, Кэрол Лартигу, Владимир Н. Носков, юань луча Чуан, Миккель А. Алджир, Гвинед A.

Клещи, Майкл Г. Монтегю, Ли Ма, Монзия М. Муди, Чак Мерримен, Санджай Вэши, Radha Krishnakumar, NacyraАсад-Гарсия, Синтия Эндрюс-Пфэннкох, Евгения А. Денисова, Лэй Янг, Чжи-Цин Ци, Томас Х. Сегол-Шапиро,Кристофер Х. Кэльви, Прэшэнт П. Пармэр, Клайд А. Хатчисон, III, Гамильтон О. Смит и Дж. Крэйг Вентер.

Наука, изданная онлайн 20 мая 2010.ДОИ: 10.1126/science.1190719

Источники: Американская ассоциация содействия развитию науки, институт родной матери Дж Крэйга.


Синтетический прорыв биологии: бактерии с искусственным геномом сам тиражируются: 4 комментария

Добавить комментарий