Наука Шоу-бизнес Технологии Здоровье Происшествия Слово из Сети Культура Опросы

Биологи рассказали о синтетическом геноме, который они получили с помощью компьютера

Компьютерный алгоритм позволил сократить размеры бактериальной ДНК и сделать шаг на пути к созданию микробов с искусственным геномом.

Биологи рассказали о синтетическом геноме, который они получили с помощью компьютера
Биологи рассказали о синтетическом геноме, который они получили с помощью компьютера / pixabay.com /

Ученые давно интересуются искусственными микроорганизмами, которые могут нести лишь минимальное количество генов, необходимых для полноценной жизнедеятельности, а также гены, которые нужны для производства целевых веществ.

Американский генетик Крэг Вентер, получивший «минимальный» бактериальный геном и успешно пересадивший его в клетку, считается человеком, сделавшим наиболее значимые работы в этой сфере. Несмотря на его открытие, эта ДНК содержала в себе 473 гена, включая 149, предназначение которых неизвестно.

Для того чтобы «очистить» геном от всего лишнего, биологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха приняли решение использовать сложные компьютерные алгоритмы. Для основы своих исследования они выбрали последовательность ДНК бактерий Caulobacter crescentus, которая включает в себя более четырех тысяч генов. Жизненно необходимыми из них считаются около 680, общей длиною около 785 тысяч нуклеотидов.

Новый алгоритм, который был опубликован в материале американского издания PNAS, смог позволить избавиться от накопившихся в ДНК повторов и остальных избыточных участков. С помощью этого ученые смогли уменьшить ее длину почти на 20% и сохранить весь функционал, который нужен бактерии для продолжения жизни. Для этого компьютер сделал замену более чем 130 тысяч нуклеотидов. По факту последовательность ДНК стала абсолютно другой – более компактной, сохранив при этом исходную функциональность.

Синтетический геном микроба Caulobacter ethensis-2.0 на данный момент существует лишь в виде отдельных молекул. Также отмечается, что он не проверялся по аналогии с тем, как это делал Вентер во время работы при внесении этой ДНК в живую клетку. Тем не менее, отдельные элементы своего искусственного генома авторы материала все-таки подвергли испытаниям. При помощи генной инженерии они заменяли отдельно взятые гены бактерий Caulobacter crescentus на синтетические. С помощью этого они смогли подтвердить тот факт, что практически все они сохраняют функциональность и дают микробам возможность жить и размножаться.

Сейчас биологии из Швейцарии хотят перейти к третьей версии Caulobacter ethensis, получив тем самым полностью функциональный «минимальный» синтетический геном и начав размножение живых клеток. Скорее всего, такие работы в ближайшем будущем смогут достичь получения идеальных для промышленности штамов, которые не будут содержать ничего лишнего и  не будут способны нанести ущерб.

Похожие новости