Forskere i Kina har isolert et 100-kilobase-genom fra en type oljeproduserende mikroalger ved å fjerne gener
De resulterende mikroalgene med et "minimalt genom" vil potensielt være nyttige som modellorganisme for videre studier av den molekylære og biologiske funksjonen til hvert gen.
Studien ble publisert iPlantejournalen.
Skapelse av et "minimalt genom" - et genomstrippet for alle dupliserte eller tilsynelatende ikke-funksjonelle "søppelgener" - nyttig for å undersøke grunnleggende spørsmål om genetisk funksjon og for å designe cellulære fabrikker som produserer verdifulle forbindelser.
Slike minimale genomer er laget for enkleorganismer, men sjelden for eukaryote organismer, inkludert alger eller planter. I høyere eukaryoter kan søppelregioner okkupere opptil 70% av genomet. Å fjerne det som ser ut til å være uønskede gener kan faktisk ha skadelige effekter på kroppen eller til og med drepe den.
For første gang har QIBEBT-forskere laget et genom med målrettede slettinger på 100 kilobaser hver for en type alger Nannochloropsis oceanica.
Sletting av hundrevis av kilobase-fragmenter i mikroalger ved klyving av Cas9. Denne tegningen ble gjort med BioRender. Kreditt: Liu Yang.
N. oceanicaer mikroalger (encellede alger),som har et enormt potensial for produksjon av biodrivstoff og biomaterialer. Å realisere potensialet til disse mikroalgene krever imidlertid omfattende genteknologi av organismen for å maksimere utbytte og minimere produksjonskostnadene.
QIBEBT-teamet identifiserte først ikke-essensieltkromosomale regioner er de hvis gener sjelden uttrykkes eller aktiveres. De identifiserte ti slike "LER med lav ekspresjon" (LER). De brukte deretter CRISPR-Cas9-genredigeringsteknikken for å kutte ut de to største LER-ene, over 200 kb i størrelse.
Til tross for alle operasjonene, mikroalgerfortsatte å vise normal vekst, lipidinnhold, fettsyremetningsnivåer og fotosyntese. I noen tilfeller var veksthastigheten og produktiviteten til biomassen til og med litt høyere enn for organismen i naturen. Dermed har bruken av genomisk skalpellteknologi gjort eukaryote alger til en ekte biodrivstoffgenerator. I tillegg fant forskerne normale telomerer i kromosom 30-telomerdelesjonsmutanter. Dette fenomenet innebærer at tap av den distale delen av kromosomet kan forårsake telomerregenerering.
Nå som de har bevist at de kan huggegenomet til en så kompleks eukaryot, vil forskere prøve å avgifte enda mer LER og andre ikke-dødelige regioner. Målet er å skape en helt minimal Nannochloropsis.som produserer biodrivstoff fra CO₂ med maksimal effektivitet.
Les mer
Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?
Solenergi laget flytende drivstoff i Kina
Oksygen vil definitivt forsvinne: hva vil skje med jorden uten den viktigste livskilden
LER - regioner med lavt uttrykk
Cas9(engelsk)CRISPRsomassosiert protein9, CRISPR-assosiert protein) er et kontrollertved hjelp av RNA-guider, en endonuklease assosiert med det adaptive immunsystemet CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) i en rekke bakterier, spesieltStreptococcus pyogenes.S. pyogenesbruker Cas9 til å lagre, inspisere og kutte fremmed DNA, slik som bakteriofag eller plasmid-DNA.
Telomerer er endene på kromosomene. Telomere regioner av kromosomer er preget av mangelen på evnen til å koble seg til andre kromosomer eller deres fragmenter og utføre en beskyttende funksjon.
Slettinger (fra lat.deletio - ødeleggelse) - kromosomale omlegginger, der det er tap av en del av kromosomet. Slettingen kan skyldes et ødelagt kromosom eller resultatet av ulik kryssing. Ved posisjonen til det tapte kromosomregionen klassifiseres slettinger i intern (interstitial) og terminal (terminal).