Kiinalaiset tutkijat ovat eristäneet 100 kiloemäksen genomin eräästä öljyä tuottavasta mikrolevästä poistamalla geenejä
Tuloksena olevat mikrolevät, joilla on ”minimaalinen genomi”, ovat mahdollisesti käyttökelpoisia malliorganismeina kunkin geenin molekyylien ja biologisten toimintojen jatkotutkimuksessa.
Tutkimus julkaistiin vuonnaPlant Journal.
"Minimaalisen genomin" luominen - genomisiitä on poistettu kaikki päällekkäiset tai näennäisesti toimimattomat "roskageenit" – hyödyllinen tutkittaessa peruskysymyksiä geneettisestä toiminnasta ja suunniteltaessa solutehtaita, jotka tuottavat arvokkaita yhdisteitä.
Tällaiset minimaaliset genomit on tehty yksinkertaisiksieliöille, mutta harvoin eukaryoottisille organismeille, mukaan lukien levät tai kasvit. Korkeammissa eukaryooteissa roskialueet voivat viedä jopa 70% genomista. Ei-toivottujen geenien poistamisella voi olla haitallisia vaikutuksia kehoon tai jopa tappaa se.
QIBEBT-tutkijat ovat ensimmäistä kertaa luoneet genomin, jossa on kohdennettuja 100 kiloemäksen deleetioita tietyntyyppiselle leville Nannochloropsis oceanica.
Satojen kiloemäksisten fragmenttien poistaminen mikrolevistä pilkkomalla Cas9. Tämä piirustus tehtiin BioRenderillä. Luotto: Liu Yang.
N. oceanicaovat mikroleviä (yksisoluisia leviä),joilla on valtavat mahdollisuudet biopolttoaineiden ja biomateriaalien tuotantoon. Näiden mikrolevien potentiaalin ymmärtäminen vaatii kuitenkin organismin laajaa geenitekniikkaa sadon maksimoimiseksi ja tuotantokustannusten minimoimiseksi.
QIBEBT-tiimi tunnisti ensin ei-välttämättömätkromosomaaliset alueet ovat niitä, joiden geenit ilmenevät tai aktivoituvat harvoin. He tunnistivat kymmenen tällaista "vähän ilmaisevaa aluetta" (LER). Sitten he käyttivät CRISPR-Cas9-geenin muokkaustekniikkaa leikkaamaan kaksi suurinta LER: ää - kooltaan yli 200 kt.
Kaikista operaatioista huolimatta mikrolevätjatkoi normaalia kasvua, lipidipitoisuutta, rasvahappojen kyllästymistasoja ja fotosynteesiä. Joissain tapauksissa biomassan kasvunopeus ja tuottavuus oli jopa hieman korkeampi kuin luonnossa esiintyvän organismin. Siten genomisen veitsen teknologian käyttö on tehnyt eukaryoottilevistä todellisen biopolttoaineen generaattorin. Lisäksi tutkijat löysivät normaaleja telomeerejä kromosomin 30 telomeerideleetiomutanteista. Tämä ilmiö viittaa siihen, että kromosomin distaalisen osan menetys voi aiheuttaa telomeerien regeneraatiota.
Nyt kun he ovat todistaneet pystyvänsä veistämäänTällaisen monimutkaisen eukaryootin genomi, tutkijat yrittävät leikata vielä enemmän LER: ää ja muita ei-tappavia alueita. Tavoitteena on luoda täysin minimaalinen Nannochloropsis.joka tuottaa biopolttoainetta CO₂:sta mahdollisimman tehokkaasti.
Lue lisää
Fyysikot ovat luoneet analogin mustasta aukosta ja vahvistaneet Hawkingin teorian. Minne se johtaa?
Aurinkoenergia tuotti nestemäistä polttoainetta Kiinassa
Happi häviää varmasti: mitä tapahtuu maapallolle ilman tärkeintä elämän lähdettä
LER - matalan ilmentymän alueet
Cas9(Englanti)CRISPRkutenliittyvää proteiinia9, CRISPR-assosioitunut proteiini) on kontrolloituRNA-ohjaimien avulla endonukleaasi, joka liittyy adaptiiviseen immuunijärjestelmään CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) useissa bakteereissa, erityisestiStreptococcus pyogenes.S. pyogeneskäyttää Cas9:ää vieraan DNA:n, kuten bakteriofagin tai plasmidi-DNA:n, tallentamiseen, tarkastamiseen ja leikkaamiseen.
Telomeerit ovat kromosomien päät. Kromosomien telomeerisille alueille on ominaista kyvyn puute muodostaa yhteys muihin kromosomeihin tai niiden fragmentteihin ja suorittaa suojaava tehtävä.
Poistot (lat.deletio - tuhoaminen) - kromosomien uudelleenjärjestelyt, joissa menetetään osa kromosomista. Poisto voi johtua rikkoutuneesta kromosomista tai epätasaisesta ylityksestä. Kadonneen kromosomialueen sijainnin mukaan deleetiot luokitellaan sisäiseksi (interstitiaaliseksi) ja terminaaliseksi (terminaaliseksi).