Cientistas na China isolaram um genoma de 100 quilobases de um tipo de microalga produtora de petróleo, removendo genes
A microalga resultante com um "genoma mínimo" será potencialmente útil como um organismo modelo para estudos adicionais da função molecular e biológica de cada gene.
O estudo foi publicado emThe Plant Journal.
Criação de um “genoma mínimo” – um genomadespojado de todos os “genes lixo” duplicados ou aparentemente não funcionais – úteis para investigar questões fundamentais sobre a função genética e para projetar fábricas celulares que produzem compostos valiosos.
Esses genomas mínimos são feitos de forma simplesorganismos, mas raramente para organismos eucarióticos, incluindo algas ou plantas. Em eucariotos superiores, as regiões de lixo podem ocupar até 70% do genoma. A remoção do que parecem ser genes indesejados pode, na verdade, ter efeitos nocivos no corpo ou até mesmo matá-lo.
Pela primeira vez, os pesquisadores do QIBEBT criaram um genoma com exclusões direcionadas de 100 quilobases cada para um tipo de alga.Nannochloropsis oceanica.
Deleção de centenas de fragmentos de quilobases em microalgas por clivagem de Cas9. Este desenho foi feito com BioRender. Crédito: Liu Yang.
N. oceanicasão microalgas (algas unicelulares),que têm um enorme potencial para a produção de biocombustíveis e biomateriais. No entanto, a realização do potencial destas microalgas requer extensa engenharia genética do organismo para maximizar o rendimento e minimizar os custos de produção.
A equipe QIBEBT primeiro identificou o não essencialregiões cromossômicas são aquelas cujos genes raramente são expressos ou ativados. Eles identificaram dez dessas "regiões de baixa expressão" (LERs). Eles então usaram a técnica de edição de genes CRISPR-Cas9 para cortar os dois maiores LERs, com mais de 200 kb de tamanho.
Apesar de todas as operações, as microalgascontinuou a apresentar crescimento normal, conteúdo lipídico, níveis de saturação de ácidos graxos e fotossíntese. Em alguns casos, a taxa de crescimento e a produtividade da biomassa foram até ligeiramente superiores às do organismo na natureza. Assim, o uso da tecnologia genômica do bisturi fez das algas eucarióticas um verdadeiro gerador de biocombustível. Além disso, os cientistas encontraram telômeros normais em mutantes de deleção de telômeros do cromossomo 30. Este fenômeno implica que a perda da parte distal do cromossomo pode causar a regeneração dos telômeros.
Agora que eles provaram que podem esculpirgenoma de um eucarioto tão complexo, os pesquisadores tentarão extirpar ainda mais LER e outras regiões não letais. O objetivo é criar um Nannocloropsis completamente mínimo,que produz biocombustíveis a partir de CO₂ com máxima eficiência.
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LER - regiões de baixa expressão
Cas9(Inglês)CRISPRcomoproteína associada9, proteína associada a CRISPR) é uma proteína controladacom a ajuda de guias de RNA, uma endonuclease associada ao sistema imunológico adaptativo CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) em uma série de bactérias, em particularStreptococcus pyogenes.S. pyogenesusa Cas9 para armazenar, inspecionar e cortar DNA estranho, como bacteriófago ou DNA plasmídico.
Os telômeros são as extremidades dos cromossomos. As regiões teloméricas dos cromossomos são caracterizadas pela ausência da capacidade de se conectar com outros cromossomos ou seus fragmentos e desempenhar uma função protetora.
Deleções (da lat.deleção - destruição) - rearranjos cromossômicos, nos quais há perda de uma parte do cromossomo. A exclusão pode ser devido a um cromossomo quebrado ou o resultado de um cruzamento desigual. Pela posição da região perdida do cromossomo, as deleções são classificadas em internas (intersticiais) e terminais (terminais).