Учени в Китай са изолирали 100-килобазов геном от един вид микроводорасли, произвеждащи масло, чрез изтриване на гени
Получените микроводорасли с „минимален геном“ потенциално ще бъдат полезни като модел на организма за по-нататъшно изследване на молекулярната и биологичната функция на всеки ген.
Изследването е публикувано вThe Plant Journal.
Създаването на "минимален геном" – геном, лишен от всички дублирани или очевидно нефункционални "отпадъчни гени" – е полезно за изследване на фундаментални въпроси за генетичната функция и за проектиране на клетъчни фабрики, които произвеждат ценни съединения.
Такива минимални геноми са създадени за простиорганизми, но рядко за еукариотни организми, включително водорасли или растения. При по-високите еукариоти районите за боклук могат да заемат до 70% от генома. Премахването на нежеланите гени може действително да има вредни ефекти върху тялото или дори да го убие.
За първи път изследователи от QIBEBT създадоха геном с целеви делеции от по 100 килобази всяка за вид водораслиNannochloropsis oceanica,
Изтриване на стотици килобазови фрагменти в микроводорасли чрез разцепване на Cas9. Този чертеж е направен с BioRender. Кредит: Liu Yang.
N. oceanicaса микроводорасли (едноклетъчни водорасли), които имат голям потенциал за производство на биогорива и биоматериали.Въпреки това, осъзнаването на потенциала на тези микроводорасли изисква обширно генно инженерство на тялото, за да се максимизират добивите и да се сведат до минимум производствените разходи.
Екипът на QIBEBT първо идентифицира несъщественихромозомни области са тези, чиито гени рядко се експресират или активират. Те идентифицираха десет такива „Региони с ниска експресия“ (LER). След това те използваха техниката за редактиране на гена CRISPR-Cas9, за да изрежат двете най-големи LER - с размер над 200 kb.
Въпреки всички операции, микроводораслите все още показват нормален растеж, липидно съдържание, нива на насищане с мастни киселини и фотосинтеза.В някои случаи темпът на растеж и производителността на биомасата са дори малко по-високи от тези на организма в дивата природа.По този начин прилагането на геномната скалпелна технология е направило еукариотните водорасли истински генератор на биогорива.Освен това учените открили нормални теломери при мутанти с делеция на теломеритеТова явление предполага, че загубата на дисталната част на хромозомата може даиндуцират регенерация на теломерите.
Сега, след като доказаха, че могат да издълбаватгеном на такъв сложен еукариот, изследователите ще се опитат да изрежат още повече LER и други нелетални региони. Целта е да се създаде напълно минимален нанохлоропсис,която произвежда биогорива от CO₂ с максимална ефективност.
Прочетете още
Физиците са създали аналог на черна дупка и са потвърдили теорията на Хокинг. Къде води?
Слънчевата енергия произвежда течно гориво в Китай
Кислородът определено ще изчезне: какво ще се случи със Земята без основния източник на живот
LER - региони с ниска експресия
Cas9(инж.CРИСПРкатоСоциализиран протеин9, CRISPR-ассоциированный белок) — это управляемая с помощта на РНК водачи, ендонуклеаза, свързана с адаптивната имунна система CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) в редица бактерии, по-специалноStreptococcus pyogenes.S. pyogenesизползва Cas9 за съхраняване, проверка и рязане на чужда ДНК, като бактериофаг или плазмидна ДНК.
Теломерите са краищата на хромозомите. Теломерните области на хромозомите се характеризират с липсата на способност да се свързват с други хромозоми или техните фрагменти и да изпълняват защитна функция.
Делеции (от лат.deletio - унищожаване) - хромозомни пренареждания, при които има загуба на част от хромозомата. Делецията може да се дължи на счупена хромозома или резултат от неравномерно преминаване. По позицията на изгубената хромозомна област делециите се класифицират на вътрешни (интерстициални) и терминални (терминални).