Forskere i Kina har isoleret et 100-kilobase-genom fra en type olieproducerende mikroalger ved at fjerne gener
De resulterende mikroalger med et "minimalt genom" vil potentielt være nyttige som modelorganisme til yderligere undersøgelse af hvert gens molekylære og biologiske funktion.
Undersøgelsen blev offentliggjort iPlantejournalen.
Oprettelse af et "minimalt genom" - et genomfrataget alle duplikerede eller tilsyneladende ikke-funktionelle "junk-gener" - nyttigt til at undersøge grundlæggende spørgsmål om genetisk funktion og til at designe cellulære fabrikker, der producerer værdifulde forbindelser.
Sådanne minimale genomer er lavet for enkleorganismer, men sjældent for eukaryote organismer, herunder alger eller planter. I højere eukaryoter kan affaldsområder optage op til 70% af genomet. Fjernelse af hvad der synes at være uønskede gener kan faktisk have skadelige virkninger på kroppen eller endda dræbe den.
For første gang har QIBEBT-forskere skabt et genom med målrettede deletioner på hver 100 kilobaser for en type alger Nannochloropsis oceanica.
Sletning af hundreder af kilobase-fragmenter i mikroalger ved spaltning af Cas9. Denne tegning blev udført med BioRender. Kredit: Liu Yang.
N. oceanicaer mikroalger (encellede alger),som har et enormt potentiale for produktion af biobrændstoffer og biomaterialer. Men at realisere disse mikroalgers potentiale kræver omfattende genteknologi af organismen for at maksimere udbyttet og minimere produktionsomkostningerne.
QIBEBT-teamet identificerede først ikke-væsentligtkromosomale regioner er dem, hvis gener sjældent udtrykkes eller aktiveres. De identificerede ti sådanne "LER med lav ekspression" (LER'er). De brugte derefter CRISPR-Cas9-genredigeringsmetoden til at skære de to største LER'er ud - over 200 kb i størrelse.
På trods af alle operationer, mikroalgerfortsatte med at vise normal vækst, lipidindhold, fedtsyremætningsniveauer og fotosyntese. I nogle tilfælde var væksthastigheden og produktiviteten af biomassen endda lidt højere end organismens i naturen. Således har brugen af genomisk skalpelteknologi gjort eukaryote alger til en rigtig biobrændstofgenerator. Derudover fandt forskerne normale telomerer i kromosom 30-telomerdeletionsmutanter. Dette fænomen indebærer, at tab af den distale del af kromosomet kan forårsage telomerregenerering.
Nu hvor de har bevist, at de kan huggegenom af en så kompleks eukaryot, vil forskere forsøge at afskære endnu mere LER og andre ikke-dødelige regioner. Målet er at skabe en helt minimal Nannochloropsis.som producerer biobrændstoffer fra CO₂ med maksimal effektivitet.
Læs mere
Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?
Solenergi skabte flydende brændstof i Kina
Oxygen vil helt sikkert forsvinde: hvad vil der ske med Jorden uden den vigtigste kilde til liv
LER - regioner med lavt udtryk
Cas9(engelsk)CRISPRsomassocieret protein9, CRISPR-associeret protein) er et kontrolleretved hjælp af RNA-guider, en endonuklease forbundet med det adaptive immunsystem CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) i en række bakterier, isærStreptococcus pyogenes.S. pyogenesbruger Cas9 til at opbevare, inspicere og skære fremmed DNA, såsom bakteriofag eller plasmid DNA.
Telomerer er enderne af kromosomer. Telomere regioner af kromosomer er kendetegnet ved manglen på evnen til at forbinde med andre kromosomer eller deres fragmenter og udføre en beskyttende funktion.
Sletninger (fra lat.deletio - ødelæggelse) - kromosomale omlejringer, hvor der er tab af en del af kromosomet. Sletningen kan skyldes et brudt kromosom eller resultatet af ulige krydsning. Efter placeringen af det tabte kromosomområde klassificeres deletioner i intern (interstitiel) og terminal (terminal).