מדענים בסין בודדו גנום של 100 קילו-בסיס מסוג אחד של מיקרו-אצות המייצרות נפט על ידי מחיקת גנים
המיקרו-אצות המתקבלות עם "גנום מינימלי" עשויות להועיל כאורגניזם מודל למחקר נוסף של התפקוד המולקולרי והביולוגי של כל גן.
המחקר פורסם בכתב העת צמח.
יצירת "גנום מינימלי" – גנום שהופשט מכל "גני זבל" משוכפלים או לכאורה לא מתפקדים – שימושית לחקר שאלות בסיסיות על תפקוד גנטי ולתכנון מפעלים תאיים המייצרים תרכובות יקרות ערך.
גנומים מינימליים כאלה מיועדים לפשוטיםאורגניזמים, אך לעיתים נדירות עבור אורגניזמים אוקריוטיים, כולל אצות או צמחים. באיקריוטים גבוהים יותר אזורי אשפה יכולים לתפוס עד 70% מהגנום. הסרת מה שנראה כגנים לא רצויים יכולה למעשה להשפיע על הגוף או אפילו להרוג אותו.
בפעם הראשונה, חוקרי QIBEBT יצרו גנום עם מחיקות מטרה של 100 קילו-בסיסים כל אחד עבור סוג של אצותNannochloropsis oceanica.
מחיקת מאות שברי קילובייס במיקרו אצות על ידי מחשוף של Cas9. ציור זה נעשה עם BioRender. קרדיט: ליו יאנג.
נ 'אוקיאניקההן מיקרו-אצות (אצות חד-תאיות) שיש להן פוטנציאל גדול לייצור דלקים ביולוגיים וביו-חומרים.עם זאת, מימוש הפוטנציאל של מיקרו-אצות אלה דורש הנדסה גנטית נרחבת של הגוף כדי למקסם את היבול ולמזער את עלויות הייצור.
צוות QIBEBT זיהה לראשונה לא חיוניאזורים כרומוזומליים הם אלה שהגנים שלהם באים לעיתים רחוקות לביטוי או הפעלה. הם זיהו עשרה "אזורי ביטוי נמוכים" כאלה (LER). לאחר מכן הם השתמשו בטכניקת עריכת הגן CRISPR-Cas9 כדי לחתוך את שתי ה- LER הגדולות ביותר, בגודל של יותר מ- 200 קילו-בייט.
למרות כל הניתוחים, המיקרו-אצות עדיין הראו גדילה תקינה, תכולת שומנים, רמות ריווי חומצות שומן ופוטוסינתזה.במקרים מסוימים, קצב הצמיחה והפרודוקטיביות של הביומסה היו אפילו מעט גבוהים יותר מזה של האורגניזם בטבע.לפיכך, היישום של טכנולוגיית אזמל גנומי הפך את האצות האיקריוטיות למחולל אמיתי של דלקים ביולוגיים.בנוסף, המדענים מצאו טלומרים תקינים במוטציות עם מחיקת טלומריםתופעה זו מרמזת כי אובדן החלק הדיסטלי של הכרומוזום יכוללגרום להתחדשות הטלומרים.
עכשיו כשהוכיחו שהם יכולים לגלףהגנום של אוקריוטה מורכבת שכזו, החוקרים ינסו לחתוך עוד יותר אזורי LER ואזורים לא קטלניים אחרים. המטרה היא ליצור ננוכלורופסיס מינימלי לחלוטין,אשר מייצרת דלקים ביולוגיים מפחמן דו-חמצני ביעילות מרבית.
קרא עוד
פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?
אנרגיה סולארית ייצרה דלק נוזלי בסין
חמצן בהחלט ייעלם: מה יקרה לכדור הארץ ללא מקור החיים העיקרי
LER - אזורים בעלי ביטוי נמוך
Cas9(אנגלית.גRISPRכפי שחלבון משויך9, חלבון הקשור ל-CRISPR) הוא מבוקרבעזרת מדריכי RNA, אנדונוקלאז הקשור למערכת החיסון האדפטיבית CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) במספר חיידקים, בפרטסטרפטוקוקוס פיוגנים.S. pyogenesמשתמש ב-Cas9 כדי לאחסן, לבדוק ולחתוך DNA זר, כגון DNA בקטריופאג' או פלסמיד.
הטלומרים הם קצות הכרומוזומים. אזורים טלומריים של כרומוזומים מאופיינים בחוסר יכולת להתחבר לכרומוזומים אחרים או לשבריהם ולבצע פונקציית מגן.
מחיקות (מ- lat.deletio - הרס) - סידורים מחדש כרומוזומליים, בהם יש אובדן של חלק מהכרומוזום. המחיקה יכולה להיות בגלל כרומוזום שבור או תוצאה של מעבר לא שוויוני. לפי המיקום של אזור הכרומוזום האבוד, מחיקות מסווגות לפנימיות (אינטרסטיציאליות) וטרמינליות (סופניות).