Новости

Несколько лет назад ученые Университета Нью-Йорка начали невиданный ранее проект по созданию синтетического генома дрожжей. Весь процесс очень продолжительный и трудоемкий, определенные этапы необходимо было проводить с помощью биотехнологических компаний, что увеличивало их стоимость. Именно по этому, было принято решение привлечь к работе студентов, которые помогли бы осуществить этот огромный объем работы и при этом получили бы ценные для себя знания.

На данный момент полностью завершен синтез одной хромосомы, а именно фрагмента размером 272871 пар нуклеотидов, который составляет 2,5% от всего генома. Saccharomyces cerevisiae, или пекарские дрожжи, является представителем эукариот и имеет достаточно большой и сложный геном. Исследователи приняли решение упростить себе задачу — они пренебрегли некодирующими участками хромосомы, чтобы сократить синтезируемую последовательность. Сначала только кодирующие последовательности собрали в одну с помощью компьютерной программы. Далее машина для синтеза ДНК создала отдельные очень короткие цепочки ДНК, машин, способных синтезировать длинные последовательности, не существует. Эти короткие цепочки увеличили с помощью полимеразной цепной реакции и объединили в фрагменты по 2000-4000 пар нуклеотидов. И на последнем этапе полученные фрагменты объединялись в хромосомную последовательность благодаря принципу рекомбинации.

Самое главное то, что была доказана функциональная полноценность синтезированной хромосомы — клетка, в которую эта хромосома была внесена, росла и обладала всеми свойствами обычной клетки.

Главный вдохновитель проекта, профессор Джеф Боуке (Jef Boeke), сказал, что такой экспериментальный подход позволит расширить наши знания о важности разных компонентов генома.

Первая попытка создать синтетический геном была осуществлена ранее генетиком Крейгом Вентером (Craig Venter). Это был небольшой геном бактериального паразита Mycoplasma mycoides, проект длился 15 лет и стоил 40 миллионов долларов. При создании этого искусственного генома Вентер внедрил в последовательность несколько специальных меток, а так же последовательности, которые содержали имена исследователей и несколько известных цитат. В остальном синтетический геном был полной копией природного исходника.

Сейчас продолжается работа над синтезом полного генома S.cerevisiae, который состоит из 15 хромосом и насчитывает 12 миллион пар нуклеотидов. К работе присоединились университеты и институты из других стран, в частности Китая и Великобритании, которые тоже активно приобщают к проекту студентов. Авторы утверждают, что уже в ближайшее время геном будет завершен, и они приступят к проверке его функциональности в клетках дрожжей.

Ссылки по теме:

 — Science, 2014; DOI: 10.1126/science.1249252

 — Nature, 2014. doi:10.1038/nature.2014.14941

Фото © depositphotos.com