تمكن علماء في الصين من عزل جينوم مكون من 100 كيلو قاعدة من نوع من الطحالب الدقيقة المنتجة للنفط عن طريق إزالة الجينات
من المحتمل أن تكون الطحالب الدقيقة الناتجة مع "الحد الأدنى من الجينوم" مفيدة ككائن حي لمزيد من الدراسة للوظيفة الجزيئية والبيولوجية لكل جين.
ونشرت الدراسة فيمجلة النبات.
إن إنشاء "الحد الأدنى من الجينوم" - وهو جينوم مجردة من جميع "الجينات غير المرغوب فيها" المكررة أو غير الوظيفية على ما يبدو - مفيد للتحقيق في الأسئلة الأساسية حول الوظيفة الوراثية ولتصميم المصانع الخلوية التي تنتج مركبات قيمة.
هذه الجينومات البسيطة مصنوعة من أجل البساطةالكائنات الحية ، ولكن نادرًا بالنسبة للكائنات حقيقية النواة ، بما في ذلك الطحالب أو النباتات. في حقيقيات النوى الأعلى ، يمكن أن تحتل مناطق القمامة ما يصل إلى 70٪ من الجينوم. يمكن أن يكون لإزالة ما يبدو أنه جينات غير مرغوب فيها آثار ضارة على الجسم أو حتى قتله.
لأول مرة، ابتكر باحثو QIBEBT جينوم مع حذف مستهدف ل 100 كيلو قاعدة لكل نوع من الطحالبNannochloropsis Oceanica.
حذف مئات من شظايا كيلوباز في الطحالب الدقيقة عن طريق انقسام كاس 9. تم هذا الرسم باستخدام BioRender. الائتمان: ليو يانغ.
N. Oceanicaهي الطحالب الدقيقة (الطحالب وحيدة الخلية) التي لديها إمكانات كبيرة لإنتاج الوقود الحيوي والمواد الحيوية.ومع ذلك ، فإن تحقيق إمكانات هذه الطحالب الدقيقة يتطلب هندسة وراثية واسعة النطاق للجسم لزيادة الغلة وتقليل تكاليف الإنتاج.
حدد فريق QIBEBT أولاً أنه غير ضروريالمناطق الكروموسومية هي تلك التي نادرًا ما يتم التعبير عن جيناتها أو تنشيطها. حددوا عشرة من هذه "مناطق التعبير المنخفض" (LERs). ثم استخدموا تقنية التحرير الجيني CRISPR-Cas9 لقطع أكبر اثنين من LERs - بحجم يزيد عن 200 كيلو بايت.
على الرغم من جميع العمليات الجراحية ، لا تزال الطحالب الدقيقة تظهر نموا طبيعيا ومحتوى دهنيا ومستويات تشبع الأحماض الدهنية والتمثيل الضوئي.في بعض الحالات ، كان معدل نمو وإنتاجية الكتلة الحيوية أعلى قليلا من معدل نمو الكائن الحي في البرية.وبالتالي ، فإن تطبيق تقنية المشرط الجينومي جعل الطحالب حقيقية النواة مولدا حقيقيا للوقود الحيوي.بالإضافة إلى ذلك ، وجد العلماء تيلوميرات طبيعية في الطفرات مع حذف التيلومير.هذه الظاهرة تعني أن فقدان الجزء البعيد من الكروموسوم يمكنالحث على تجديد التيلومير.
الآن وقد أثبتوا أنهم قادرون على النحتجينوم مثل هذه حقيقيات النوى المعقدة ، سيحاول الباحثون قطع المزيد من LER وغيرها من المناطق غير المميتة. الهدف هو إنشاء حد أدنى تمامًا من Nannochloropsis.التي تنتج الوقود الحيوي من ثاني أكسيد الكربون بأقصى قدر من الكفاءة.
قراءة المزيد
ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟
صنعت الطاقة الشمسية وقودًا سائلًا في الصين
سيختفي الأكسجين بالتأكيد: ما سيحدث للأرض بدون المصدر الرئيسي للحياة
LER - مناطق منخفضة التعبير
كاس 9(م.Cريسبرمثلالبروتين المرتبط9، البروتين المرتبط بـ CRISPR) هو عنصر خاضع للرقابةبمساعدة الحمض النووي الريبي (RNA)، يتم توجيه نوكلياز داخلي مرتبط بجهاز المناعة التكيفي كريسبر (التكرارات المتناوبة المتناوبة المنتظمة) في عدد من البكتيريا، على وجه الخصوص.الأبراج العقدية.S. المقيحةيستخدم Cas9 لتخزين وفحص وقطع الحمض النووي الغريب، مثل البكتيريا أو الحمض النووي البلازميد.
التيلوميرات هي نهايات الكروموسومات. تتميز المناطق التيلوميرية للكروموسومات بغياب القدرة على الاتصال بالكروموسومات الأخرى أو شظاياها وأداء وظيفة الحماية.
عمليات الحذف (من lat.حذف - تدمير) - إعادة ترتيب الكروموسومات ، حيث يوجد فقدان لجزء من الكروموسوم. يمكن أن يكون الحذف بسبب كسر في الكروموسوم أو نتيجة عبور غير متكافئ. حسب موقع منطقة الكروموسوم المفقودة ، يتم تصنيف عمليات الحذف إلى داخلية (بينية) وطرفية (طرفي).