Wetenschappers uit China isoleerden een genoom van 100 kilobase uit één type olieproducerende microalgen door genen te verwijderen,
De resulterende microalgen met een "minimaal genoom" zullen mogelijk nuttig zijn als modelorganisme voor verdere studie van de moleculaire en biologische functie van elk gen.
De studie is gepubliceerd inThe Plant Journal.
Het creëren van een "minimaal genoom" - een genoom zonder alle gedupliceerde of ogenschijnlijk niet-functionele "junkgenen" - is nuttig voor het onderzoeken van fundamentele vragen over genetische functie en voor het ontwerpen van celfabrieken die waardevolle verbindingen produceren.
Dergelijke minimale genomen zijn gemaakt voor eenvoudigorganismen, maar zelden voor eukaryote organismen, inclusief algen of planten. Bij hogere eukaryoten kunnen afvalregio's tot 70% van het genoom beslaan. Het verwijderen van wat ongewenste genen lijken te zijn, kan in feite schadelijke effecten hebben op het lichaam of het zelfs doden.
Voor het eerst hebben QIBEBT-onderzoekers een genoom gemaakt met doeldeleties van elk 100 kilobasen voor een type algenNannochloropsis oceanica.
Verwijdering van honderden kilobase-fragmenten in microalgen door splitsing van Cas9. Deze tekening is gemaakt met BioRender. Krediet: Liu Yang.
N. oceanicazijn microalgen (eencellige algen) die een groot potentieel hebben voor de productie van biobrandstoffen en biomaterialen.Het realiseren van het potentieel van deze microalgen vereist echter uitgebreide genetische manipulatie van het organisme om de opbrengst te maximaliseren en de productiekosten te minimaliseren.
Het QIBEBT-team identificeerde eerst niet-essentieelchromosomale regio's zijn die waarvan de genen zelden tot expressie worden gebracht of geactiveerd. Ze identificeerden tien van dergelijke "Low Expression Regions" (LER's). Vervolgens gebruikten ze de genbewerkingstechniek CRISPR-Cas9 om de twee grootste LER's - meer dan 200 kb groot - uit te knippen.
Ondanks alle operaties vertoonden de microalgen nog steeds een normale groei, lipidengehalte, vetzuurverzadiging en fotosynthese.In sommige gevallen was de groeisnelheid en productiviteit van de biomassa zelfs iets hoger dan die van het organisme in het wild.Zo heeft de toepassing van genomische scalpeltechnologie van de eukaryote alg een echte biobrandstofgenerator gemaakt.Bovendien hebben wetenschappers normale telomeren gevonden in mutanten met telomeerdeletieChromosoom 30.Dit fenomeen houdt in dat het verlies van het distale deel van het chromosoom kanWek telomeerregeneratie op.
Nu ze hebben bewezen dat ze kunnen snijdengenoom van zo'n complexe eukaryoot, zullen onderzoekers proberen nog meer LER en andere niet-dodelijke regio's uit te snijden. Het doel is om een volledig minimale Nannochloropsis te creëren.die biobrandstoffen produceert uit CO₂ met maximale efficiëntie.
Lees verder
Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?
Zonne-energie maakte vloeibare brandstof in China
Zuurstof zal definitief verdwijnen: wat gebeurt er met de aarde zonder de belangrijkste bron van leven
LER - gebieden met lage expressie
Cas9S.CRISPRzoalsgesocieerd eiwit9, CRISPR-ассоциированный белок) — это управляемая met behulp van RNA-gidsen, een endonuclease geassocieerd met het adaptieve immuunsysteem CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) in een aantal bacteriën, in het bijzonderStreptococcus pyogenes.S. pyogenesgebruikt Cas9 om vreemd DNA, zoals bacteriofaag- of plasmide-DNA, op te slaan, te inspecteren en te knippen.
Telomeren zijn de uiteinden van chromosomen. Telomere regio's van chromosomen worden gekenmerkt door het ontbreken van het vermogen om verbinding te maken met andere chromosomen of hun fragmenten en een beschermende functie te vervullen.
Verwijderingen (van lat.deletio - vernietiging) - chromosomale herschikkingen, waarbij een deel van het chromosoom verloren gaat. De verwijdering kan te wijten zijn aan een gebroken chromosoom of het resultaat van een ongelijke kruising. Door de positie van het verloren chromosoomgebied worden deleties geclassificeerd in intern (interstitieel) en terminaal (terminaal).