ProHoster > Š‘Š»Š¾Š³ > interneta ziņas > Pirmais datora genoms varētu novest pie sintētiskām dzÄ«vÄ«bas formām

Pirmais datora genoms varētu novest pie sintētiskām dzīvības formām

Visas zinātnieku pētÄ«tās dzÄ«vÄ«bas formu DNS sekvences tiek glabātas datu bāzē, kas pieder ASV Nacionālajam biotehnoloÄ£ijas informācijas centram. Un 1. aprÄ«lÄ« datu bāzē parādÄ«jās jauns ieraksts: ā€œCaulobacter ethensis-2.0ā€. Å is ir pasaulē pirmais pilnÄ«bā datormodelēts un pēc tam sintezēts dzÄ«va organisma sintētiskais genoms, ko izstrādājuÅ”i ETH CÄ«rihes (ETH Zurich) zinātnieki. Tomēr jāuzsver, ka, lai gan C. ethensis-2.0 genoms tika veiksmÄ«gi iegÅ«ts lielas DNS molekulas veidā, atbilstoÅ”s dzÄ«vs organisms vēl nepastāv.

Pirmais datora genoms varētu novest pie sintētiskām dzīvības formām

Pētniecisko darbu veica eksperimentālās sistēmu bioloÄ£ijas profesors BÄ«ts Kristens un viņa brālis Matiass Kristens, Ä·Ä«miÄ·is. Jaunais genoms ar nosaukumu Caulobacter ethensis-2.0 tika izveidots, attÄ«rot un optimizējot baktērijas Caulobacter crescentus, nekaitÄ«gas baktērijas, kas dzÄ«vo saldÅ«denÄ« visā pasaulē, dabisko kodu.  

Pirmais datora genoms varētu novest pie sintētiskām dzīvības formām

Pirms vairāk nekā desmit gadiem Ä£enētiÄ·a Kreiga Ventera vadÄ«tā komanda radÄ«ja pirmo ā€œsintētiskoā€ baktēriju. Sava darba gaitā zinātnieki sintezēja Mycoplasma mycoides genoma kopiju, pēc tam to implantēja nesējŔūnā, kas pēc tam izrādÄ«jās pilnÄ«bā dzÄ«votspējÄ«ga un saglabāja spēju vairoties pati.

Jaunais pētÄ«jums turpina Kreigera darbu. Ja iepriekÅ” zinātnieki izveidoja reāla organisma DNS digitālo modeli un uz tā bāzes sintezēja molekulu, tad jaunais projekts iet tālāk, izmantojot oriÄ£inālo DNS kodu. Zinātnieki to plaÅ”i pārstrādāja pirms tā sintezÄ“Å”anas un funkcionalitātes pārbaudes.

Pētnieki sāka ar oriÄ£inālo C. crescentus genomu, kurā ir 4000 gēnu. Tāpat kā ar citiem dzÄ«viem organismiem, lielākā daļa Å”o gēnu nenes nekādu informāciju un ir ā€œjunk DNSā€. Pēc analÄ«zes zinātnieki nonāca pie secinājuma, ka tikai aptuveni 680 no tiem ir nepiecieÅ”ami baktēriju dzÄ«vÄ«bas uzturÄ“Å”anai laboratorijā.

Pēc nevēlamās DNS noņemÅ”anas un minimāla C. crescentus genoma iegÅ«Å”anas komanda turpināja darbu. DzÄ«vo organismu DNS raksturo iebÅ«vēta atlaiÅ”ana, kas sastāv no tā, ka viena un tā paÅ”a proteÄ«na sintēzi vairākos ķēdes posmos kodē dažādi gēni. Pētnieki optimizācijā nomainÄ«ja vairāk nekā 1/6 no 800 000 DNS burtiem, lai noņemtu dublikātu kodu.

"Pateicoties mÅ«su algoritmam, mēs esam pilnÄ«bā pārrakstÄ«juÅ”i genomu jaunā DNS burtu secÄ«bā, kas vairs nav lÄ«dzÄ«ga oriÄ£inālam," saka Beat Christen, pētÄ«juma lÄ«dzautore. "Tajā paŔā laikā bioloÄ£iskā funkcija olbaltumvielu sintēzes lÄ«menÄ« palika nemainÄ«ga."

Lai pārbaudÄ«tu, vai iegÅ«tā ķēde darbosies pareizi dzÄ«vā Ŕūnā, pētnieki audzēja baktēriju celmu, kuras DNS saturēja gan dabiskais Caulobacter genoms, gan mākslÄ«gā genoma segmenti. Zinātnieki izslēdza atseviŔķus dabiskos gēnus un pārbaudÄ«ja to mākslÄ«go kolēģu spēju veikt tādu paÅ”u bioloÄ£isko lomu. Rezultāts bija diezgan iespaidÄ«gs: aptuveni 580 no 680 mākslÄ«gajiem gēniem izrādÄ«jās funkcionāli.

"Ar iegÅ«tajām zināŔanām mēs varēsim uzlabot savu algoritmu un izstrādāt jaunu genoma 3.0 versiju," saka Kristena. "Mēs ticam, ka tuvākajā nākotnē mēs radÄ«sim dzÄ«vas baktēriju Ŕūnas ar pilnÄ«gi sintētisku genomu."

Pirmajā posmā Ŕādi pētÄ«jumi palÄ«dzēs Ä£enētiÄ·iem pārbaudÄ«t savu zināŔanu precizitāti DNS izpratnes jomā un atseviŔķu gēnu lomu tajā, jo jebkura ķēdes sintēzes kļūda novedÄ«s pie tā, ka organisms ar jauns genoms mirs vai bÅ«s bojāts. Nākotnē tie novedÄ«s pie sintētisko mikroorganismu parādÄ«Å”anās, kas tiks radÄ«ti iepriekÅ” noteiktiem uzdevumiem. MākslÄ«gie vÄ«rusi spēs cÄ«nÄ«ties ar saviem dabiskajiem radiniekiem, un Ä«paÅ”as baktērijas ražos vitamÄ«nus vai zāles.

Pētījums tika publicēts žurnālā PNAS.




Avots: 3dnews.ru
Iegādājieties uzticamu mitināŔanu vietnēm ar DDoS aizsardzÄ«bu, VPS VDS serveriem šŸ”„ Iegādājieties uzticamu tÄ«mekļa vietņu mitināŔanu ar DDoS aizsardzÄ«bu, VPS VDS serveriem | ProHoster