Oamenii de știință din China au izolat un genom de 100 de kilograme dintr-un tip de microalge producătoare de ulei prin îndepărtarea genelor
Microalgele rezultate cu un „genom minim” vor fi potențial utile ca organism model pentru studierea ulterioară a funcției moleculare și biologice a fiecărei gene.
Studiul a fost publicat înJurnalul Plantelor.
Crearea unui „genom minim”—un genomlipsite de toate „genele nedorite” duplicate sau aparent nefuncționale – utile pentru investigarea întrebărilor fundamentale despre funcția genetică și pentru proiectarea fabricilor celulare care produc compuși valoroși.
Astfel de genomi minimi sunt simpliorganisme, dar rareori pentru organismele eucariote, inclusiv algele sau plantele. În eucariotele superioare, regiunile de gunoi pot ocupa până la 70% din genom. Eliminarea a ceea ce pare a fi gene nedorite poate avea de fapt efecte dăunătoare asupra corpului sau chiar îl poate ucide.
Pentru prima dată, cercetătorii QIBEBT au creat un genom cu ștergeri țintite a câte 100 de kilobaze fiecare pentru un tip de alge Nannochloropsis oceanica.
Ștergerea a sute de fragmente kilobazice în microalge prin scindarea Cas9. Acest desen a fost realizat cu BioRender. Credit: Liu Yang.
N. oceanicasunt microalge (alge unicelulare),care au un potențial enorm pentru producerea de biocombustibili și biomateriale. Cu toate acestea, realizarea potențialului acestor microalge necesită o inginerie genetică extinsă a organismului pentru a maximiza randamentul și a minimiza costurile de producție.
Echipa QIBEBT a identificat mai întâi neesențialeregiunile cromozomiale sunt cele ale căror gene sunt rareori exprimate sau activate. Ei au identificat zece astfel de „regiuni cu expresie redusă” (LER). Apoi au folosit tehnica de editare a genei CRISPR-Cas9 pentru a tăia cele mai mari două LER - peste 200 kb.
În ciuda tuturor operațiunilor, microalgea continuat să prezinte o creștere normală, conținut de lipide, niveluri de saturație a acizilor grași și fotosinteză. În unele cazuri, rata de creștere și productivitatea biomasei a fost chiar puțin mai mare decât cea a organismului în sălbăticie. Astfel, utilizarea tehnologiei bisturiului genomic a făcut din algele eucariote un adevărat generator de biocombustibil. În plus, oamenii de știință au descoperit telomeri normali în mutanții de ștergere a telomerilor cromozomului 30. Acest fenomen implică faptul că pierderea părții distale a cromozomului poate provoca regenerarea telomerilor.
Acum, că au dovedit că pot sculptagenomului unui eucariot atât de complex, cercetătorii vor încerca să elimine și mai multe LER și alte regiuni neletale. Scopul este de a crea o Nannochloropsis complet minimă.care produce biocombustibili din CO₂ cu eficienta maxima.
Citeste mai mult
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?
Energia solară a produs combustibil lichid în China
Oxigenul va dispărea cu siguranță: ce se va întâmpla cu Pământul fără sursa principală de viață
LER - regiuni cu expresie redusă
Cas9(Engleză)CRISPRla fel deproteine asociate9, proteină asociată CRISPR) este un controlatcu ajutorul ghidurilor ARN, o endonuclează asociată cu sistemul imunitar adaptativ CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) într-o serie de bacterii, în specialStreptococcus pyogenes.S. pyogenesfolosește Cas9 pentru a stoca, inspecta și tăia ADN străin, cum ar fi ADN bacteriofag sau plasmid.
Telomerii sunt capetele cromozomilor. Regiunile telomerice ale cromozomilor se caracterizează prin lipsa capacității de a se conecta cu alți cromozomi sau a fragmentelor acestora și de a îndeplini o funcție de protecție.
Ștergeri (din lat.deletio - distrugere) - rearanjări cromozomiale, în care există o pierdere a unei porțiuni a cromozomului. Ștergerea se poate datora unei cromozomi rupți sau rezultatului unei traversări inegale. După poziția regiunii cromozomiale pierdute, delețiile sunt clasificate în interne (interstițiale) și terminale (terminale).