Создан первый синтетический геном

2019-04-17 09:40

Более десяти лет назад команда Крейга Вентера создала первую «синтетическую» бактерию, которая по сути являлась компьютерной копией генома бактерии Mycoplasma mycoides, встроенной в клетку-реципиента. Полученная бактерия была жизнеспособной и могла даже реплицироваться.

Настоящее исследование опирается на работы Вентера, но идёт немного дальше. Если прошлые работы были переделкой реального организма, то новый проект представляет собой некий «ремикс» – команда доработала оригинальный проект, добавив в него некоторые детали.

Исследователи начали с генома C. crescentus, исходно содержащего 4 000 генов. Ранее было установлено, что примерно 680 из них являются необходимыми для жизни. Этого «минимального генома» достаточно для поддержания жизни бактерии в лабораторных условиях.

Но команда не стала останавливаться на минимальном геноме - из последовательности были также удалены «избыточные» фрагменты (Рис.1). Как известно, в большинстве случаев функционирующую определенным образом белковую последовательность можно получить различными комбинациями аминокислот, поэтому исследователи создали алгоритм для нахождения «совершенной» ДНК-последовательности. В итоге была заменена шестая часть из 800 000 оснований минимального генома.

Рис.1 Проектирование, сборка и химический синтез переписанного генома *C. eth-1.0* (А) Из генома *Caulobacter* NA1000 было извлечено 1 745 фрагментов ДНК (обозначены серым цветом), а затем преобразовано и переписано — полученный геном показан синим цветом. (В) Процесс идентификации и синтеза — жизненно-важные участки в геноме *Caulobacter* определяли по отсутствию транспозоновых инсерций. Далее из них были исключены фрагменты с неустановленной биологической функцией. Картинка из обсуждаемой статьи

«С помощью нашего алгоритма мы полностью переписали геном и получили новую последовательность ДНК, при этом не меняя функционального значения на белковом уровне.» – объясняет один из руководителей проекта Бит Кристен.

Чтобы протестировать корректность функционирования генов после редактирования, исследователи получили бактерии, несущие одновременно естественный геном Caulobacter и сегменты редактированного генома. Далее они отключали гены в исходном геноме и проверяли, способны ли гены синтезированного генома замещать их и выполнять ту же функцию. Результат получился неплохим – 580 из 680 генов сохранили свою функциональность.

В перспективе подобные работы могут привести к созданию синтетических микроорганизмов, которые могут использоваться для различных целей, таких как синтез витаминов и лекарств а также к синтезу ДНК-вакцин.

Исследование опубликовано в журнале PNAS

Рис.2 Геном *Caulobacter ethensis-2.0.* Картинка из источника

Ссылка на статью: https://www.pnas.org/content/early/2019/03/29/1818259116

Источник: m.vk.com



		Создан первый синтетический геном
МЕНЮ Искусственный интеллект Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту ТЕМЫ Новости ИИ Искусственный интеллект Голосовой помощник Городские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Слежка за людьми Угроза ИИ Разработка ИИ ИИ теория Компьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Внедрение ИИ Big data Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Техническое зрение Чат-боты Работа разума и сознание Изучение сна Изучение сознания Психология Работа головного мозга Работа памяти Работа разума Модель мозга Модель мозга Робототехника, БПЛА Беспилотные автомобили БПЛА Робототехника Трансгуманизм Трансгуманизм Обработка текста Анализ социальных сетей Компьютерная лингвистика Лингвистика Поисковые алгоритмы Теория эволюции Головной мозг Нейронные сети Поведение животных Теория эволюции Дополненная реальность Виртулаьная реальность Дополненная реальность Железо Интернет вещей Квантовые компьютеры Нейронные процессоры облачные вычисления Суперкомпьютеры Киберугрозы Кибербезопасность Научный мир Методы исследования Наука и образование Семинары ИТ индустрия ИТ-гиганты Новости ит Разработка ПО Разработка ПО Теория алгоритмов Теория информации Кластеризация Математика Актуальная математика Статистика Теория вероятности Теория информации Теория хаоса Цифровая экономика Технология блокчейн Цифровая экономика Авторизация RSS RSS новости		2019-04-17 09:40 Теория эволюции Более десяти лет назад команда Крейга Вентера создала первую «синтетическую» бактерию, которая по сути являлась компьютерной копией генома бактерии Mycoplasma mycoides, встроенной в клетку-реципиента. Полученная бактерия была жизнеспособной и могла даже реплицироваться. Настоящее исследование опирается на работы Вентера, но идёт немного дальше. Если прошлые работы были переделкой реального организма, то новый проект представляет собой некий «ремикс» – команда доработала оригинальный проект, добавив в него некоторые детали. Исследователи начали с генома C. crescentus, исходно содержащего 4 000 генов. Ранее было установлено, что примерно 680 из них являются необходимыми для жизни. Этого «минимального генома» достаточно для поддержания жизни бактерии в лабораторных условиях. Но команда не стала останавливаться на минимальном геноме - из последовательности были также удалены «избыточные» фрагменты (Рис.1). Как известно, в большинстве случаев функционирующую определенным образом белковую последовательность можно получить различными комбинациями аминокислот, поэтому исследователи создали алгоритм для нахождения «совершенной» ДНК-последовательности. В итоге была заменена шестая часть из 800 000 оснований минимального генома. Рис.1 Проектирование, сборка и химический синтез переписанного генома C. eth-1.0 (А) Из генома Caulobacter NA1000 было извлечено 1 745 фрагментов ДНК (обозначены серым цветом), а затем преобразовано и переписано — полученный геном показан синим цветом. (В) Процесс идентификации и синтеза — жизненно-важные участки в геноме Caulobacter определяли по отсутствию транспозоновых инсерций. Далее из них были исключены фрагменты с неустановленной биологической функцией. Картинка из обсуждаемой статьи «С помощью нашего алгоритма мы полностью переписали геном и получили новую последовательность ДНК, при этом не меняя функционального значения на белковом уровне.» – объясняет один из руководителей проекта Бит Кристен. Чтобы протестировать корректность функционирования генов после редактирования, исследователи получили бактерии, несущие одновременно естественный геном Caulobacter и сегменты редактированного генома. Далее они отключали гены в исходном геноме и проверяли, способны ли гены синтезированного генома замещать их и выполнять ту же функцию. Результат получился неплохим – 580 из 680 генов сохранили свою функциональность. В перспективе подобные работы могут привести к созданию синтетических микроорганизмов, которые могут использоваться для различных целей, таких как синтез витаминов и лекарств а также к синтезу ДНК-вакцин. Исследование опубликовано в журнале PNAS Рис.2 Геном Caulobacter ethensis-2.0. Картинка из источника Ссылка на статью: https://www.pnas.org/content/early/2019/03/29/1818259116 Источник: m.vk.com Комментарии:

Создан первый синтетический геном

Комментарии: