Команда ученых из Медицинского центра Лангон при Университете Нью-Йорка (New York University Langone) совместно с исследователями из других стран опубликовала впечатляющую серию статей, в которых изложены результаты проекта Synthetic Yeast 2.0.

Что произошло?

Исследователям удалось создать 6 искусственных дрожжевых хромосом и ввести их в клетки пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Не исключено, что не за горами появление микроорганизма с полностью искусственным геномом – именно таким, который обеспечит наличие у организма тех свойств, которые задуманы учеными.

Хорошо известно, что в геноме присутствуют как кодирующие, так и некодирующие участки – так называемая «мусорная ДНК». Исследователи поясняют, что они в силах удалить «мусорные» фрагменты, переставить кодирующие участки или «переписать» содержащуюся в них информацию. Ученые выбрали в качестве объекта исследования именно пекарские дрожжи из-за того, что этот микроорганизм хорошо изучен и имеет сравнительно небольшой геном, на котором удобно экспериментировать.

Золотистый стафилококк вылетел на орбиту

Как это сделано?

В ходе реализации проекта по созданию искусственных дрожжевых хромосом исследователи сперва воспользовались компьютерным моделированием, что помогло создать последовательности каждой из 16 хромосом Saccharomyces cerevisiae. Затем последовательности подверглись изменениям – одни участки были удалены, а в другие внесены множественные замены.

Следующий этап – синтез коротких фрагментов ДНК и их соединение в более длинные куски. Наконец, финальная часть – внедрение искусственных хромосом в дрожжевой геном, постепенная замена ими настоящих.

Китайские специалисты опробовали метод генного редактирования на человеке

Что получилось?

Джеф Боке (Jef Boeke) и его коллеги смогли заменить около трети генома искусственным кодом, а в перспективе собираются заменить всю дрожжевую ДНК той, которая будет синтезирована в лабораторных условиях – авторы планируют реализовать эту идею до конца 2017 года.

Искусственные хромосомы гораздо тоньше настоящих и содержат примерно миллион отличий на нуклеотидном уровне.

Исследователям удалось создать «удобный» для дальнейших генно-биотехнологических манипуляций геном – им удобно работать с получившимся дрожжевым штаммом, вырезая из него интересующие гены и заменяя их другими.

Пока ученым не удалось ввести в дрожжевой геном сразу все созданные ими искусственные хромосомы, но они уже вывели штамм, в котором присутствуют одновременно три из них. Авторы ожидают, что и 16 измененных хромосом будут функционировать как нужно.

Зачем это нужно?

Такой подход ученые собираются применять вовсе не для создания опасных химер или киборгов – они планируют таким образом синтезировать новые лекарства и вакцины, делать продукты более питательными, и даже выращивать органы, пригодные для трансплантации.

Работа Боке и его коллег продолжает серию более ранних исследований, проведенных другими учеными. Еще в 2003 году был получен бактериофаг φX174, обладающий полностью искусственным геномом, а весной 2016 было объявлено о создании Mycoplasma mycoides с «минимальным геномом», из которого исследователям удалось убрать все «избыточные» последовательности.