Версия для слабовидящих
Впервые создана искусственная хромосома Печать Email
Новости об инновациях
15.04.2014

Ученым впервые удалось создать полностью функциональную хромосому. Наука подошла к новому важному рубежу – созданию сложной искусственной жизни с заданными свойствами.

Ученые из нью-йоркского Медицинского центра Лангон синтезировали хромосому, которая успешно функционирует в дрожжах. Эта технология в перспективе позволит создавать различные микроорганизмы, запрограммированные производить, например, лекарства, топливо, сырье для продуктов питания и многое другое.

За последние 5 лет ученые создавали бактериальные хромосомы и вирусную ДНК, но это первый успешный опыт создания целой эукариотической хромосомы. Подобные хромосомы находятся во всех растительных и животных клетках. По мнению ученых, создание искусственной хромосомы является наиболее значительным достижением исследовании генов дрожжей с 1996 года, когда ученые расшифровали ДНК этого организма.

Первоначально ученые планировали полностью переделать третью хромосому дрожжей. Для этого автор исследования генетик Джеф Бок (Jef Boeke) из Университета Нью-Йорка хотел обратиться к коммерческим компаниям, чтобы они «сшили» кусочки ДНК, которые можно было бы собрать в искусственной хромосоме. Однако ученый понял, что эта работа займет слишком много времени. Поэтому Джеф Бок обратился к студентам-добровольцам, которые в итоге помогли собрать короткие фрагменты синтетической ДНК с участками длиной от 750 до 1000 пар нуклеотидов. Несмотря на то, что проект был международным и привлек ученых из Китая, Австралии, Сингапура, Великобритании и других стран, работа по созданию искусственной хромосомы заняла в общей сложности 7 лет.

В ходе этой работы, ученые удалили ряд повторяющихся участков из 47841 пар оснований ДНК, которые считаются ненужными при воспроизводстве хромосом и росте дрожжей. Кроме того была удалена так называемая мусорная ДНК, которая не производит каких-либо конкретных белков, а также «прыгающие» гены, способные вызвать неконтролируемые мутации. В то же время, ученые пометили участки ДНК, чтобы впоследствии можно было отличить искусственные части от природных. В результате всей этой работы удалось связать в искусственную хромосому 273871 пар оснований ДНК. Таким образом получилась более короткая искусственная хромосома (природная имеет длину 316667 пар нуклеотидов). Всего в ДНК были внесены более 50000 изменений.

Несмотря на масштабные изменения в генах, модифицированные дрожжи до сих пор живы и размножаются. Более того, синтетические хромосомы отличаются устойчивостью к внешним воздействиям, благодаря чему дрожжи стали более выносливыми.

chromosome-pic2.jpgПроцесс сборки искусственной хромосомы проходил в три этапа. Самая сложная часть – сборка участков пар нуклеотидов. Ученые модифицировали лишь 2,5% из 12 млн пар нуклеотидов всех хромосом дрожжей, но даже этого достаточно для создания организма с совершенно новыми полезными способностями

Надо отметить, что для экспериментов была выбрана третья хромосома дрожжей, поскольку она самая маленькая. Также, геном дрожжей имеет 6000 генов (почти треть), которые присутствуют и в ДНК человека.

Впервые ученые смогли разрезать хромосому эукариота, «перетасовать» гены, вырезать ненужный генетический материал, поместить полученные фрагменты в живую клетку и соединить их в функциональную хромосому. Удивительно, но хромосома работает идеально, повышая возможности живого организма, а ведь сбой даже в одном гене может привести к патологическим изменениям и смерти клетки.

Джеф Бок заявил, что с помощью систем автоматизированного проектирования можно создавать синтетические штаммы дрожжей намного быстрее, чем первый опытный образец. В настоящее время команда ученого работает над сборкой новой хромосомы с искусственными кусками из более 10000 пар нуклеотидов. В будущем подобные генно-модифицированные дрожжи могут использоваться при производстве редких лекарств, вакцин, а также различных химических веществ, таких как алкоголь, бутанол или биодизель. Потенциал программирования ДНК огромен, даже в совершенном организме человека есть много «слабых мест», которые можно было бы убрать с помощью высокоточной генной модификации. Это касается, например, восприимчивости к некоторым опасным вирусам, мутациям, ожирению, старению, ограниченным возможностям регенерации и т.д.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/vpervye-sozdana-iskusstvennaya-khromosoma

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта