Vědci v Číně izolovali 100kilobázový genom z druhu mikrořas produkujících olej odstraněním genů
Výsledné mikrořasy s „minimálním genomem“ budou potenciálně užitečné jako modelový organismus pro další studium molekulárních a biologických funkcí každého genu.
Studie byla zveřejněna vThe Plant Journal.
Vytvoření „minimálního genomu“ – genomuzbavený všech duplicitních nebo zdánlivě nefunkčních „nevyžádaných genů“ – užitečných pro zkoumání základních otázek o genetické funkci a pro navrhování buněčných továren, které produkují cenné sloučeniny.
Takové minimální genomy jsou vyrobeny jednodušeorganismy, ale zřídka pro eukaryotické organismy, včetně řas nebo rostlin. Ve vyšších eukaryotech mohou odpadkové oblasti zabírat až 70% genomu. Odstranění toho, co se jeví jako nežádoucí geny, může mít ve skutečnosti škodlivé účinky na tělo nebo ho dokonce zabít.
Výzkumníci QIBEBT poprvé vytvořili genom s cílenými delecemi o velikosti 100 kilobází pro každý typ řas Nannochloropsis oceanica.
Vypuštění stovek kilobázových fragmentů v mikrořasách štěpením Cas9. Tato kresba byla provedena pomocí BioRender. Uznání: Liu Yang.
N. oceanicajsou mikrořasy (jednobuněčné řasy),které mají obrovský potenciál pro výrobu biopaliv a biomateriálů. Realizace potenciálu těchto mikrořas však vyžaduje rozsáhlé genetické inženýrství organismu pro maximalizaci výnosu a minimalizaci výrobních nákladů.
Tým QIBEBT nejprve identifikoval nepodstatnéchromozomální oblasti jsou ty, jejichž geny jsou zřídka exprimovány nebo aktivovány. Identifikovali deset takových „regionů s nízkým výrazem“ (LER). Poté použili techniku úpravy genu CRISPR-Cas9 k vyříznutí dvou největších LER - o velikosti přes 200 kb.
Přes všechny operace mikrořasynadále vykazovaly normální růst, obsah lipidů, hladiny nasycení mastnými kyselinami a fotosyntézu. V některých případech byla rychlost růstu a produktivita biomasy dokonce mírně vyšší než u organismu ve volné přírodě. Použití technologie genomického skalpelu tak učinilo z eukaryotických řas skutečný generátor biopaliv. Kromě toho vědci našli normální telomery u mutantů s delecí telomer na chromozomu 30. Tento jev naznačuje, že ztráta distální části chromozomu může způsobit regeneraci telomer.
Nyní, když prokázali, že umí vyřezávatgenom tak složitého eukaryotu se vědci pokusí vystřihnout ještě více LER a dalších nesmrtících oblastí. Cílem je vytvořit zcela minimální Nannochloropsis,která vyrábí biopaliva z CO₂ s maximální účinností.
Přečtěte si více
Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?
Solární energie vyráběla v Číně kapalné palivo
Kyslík definitivně zmizí: co se stane se Zemí bez hlavního zdroje života
LER - oblasti s nízkou expresí
Cas9(Angličtina)CRISPRtak jakopřidružený protein9, CRISPR-asociovaný protein) je kontrolovanýs pomocí RNA průvodců, endonukleázy spojené s adaptivním imunitním systémem CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) u řady bakterií, zejménaStreptococcus pyogenes.S. pyogenespoužívá Cas9 k ukládání, kontrole a řezání cizí DNA, jako je bakteriofágová nebo plazmidová DNA.
Telomery jsou konce chromozomů. Telomerní oblasti chromozomů se vyznačují nedostatečnou schopností spojovat se s jinými chromozomy nebo jejich fragmenty a vykonávat ochrannou funkci.
Vymazání (z lat.deletio - destrukce) - chromozomální přesmyky, při kterých dochází ke ztrátě části chromozomu. Odstranění může být způsobeno zlomeným chromozomem nebo výsledkem nerovného křížení. Podle polohy oblasti ztraceného chromozomu jsou delece klasifikovány na interní (intersticiální) a terminální (terminální).