Vedci v Číne izolovali 100-kilobázový genóm z druhu mikrorias produkujúcich olej odstránením génov
Výsledné mikroriasy s „minimálnym genómom“ budú potenciálne užitočné ako modelový organizmus pre ďalšie štúdium molekulárnej a biologickej funkcie každého génu.
Štúdia bola publikovaná v rThe Plant Journal.
Vytvorenie „minimálneho genómu“ – genómuzbavené všetkých duplicitných alebo zjavne nefunkčných „odpadových génov“ – užitočné na skúmanie základných otázok o genetickej funkcii a na navrhovanie bunkových tovární, ktoré produkujú cenné zlúčeniny.
Takéto minimálne genómy sú navrhnuté tak, aby boli jednoduchéorganizmy, ale zriedka pre eukaryotické organizmy vrátane rias alebo rastlín. Vo vyšších eukaryotoch môžu odpadkové oblasti zaberať až 70% genómu. Odstránenie toho, čo sa javí len ako nechcené gény, môže mať v skutočnosti na telo škodlivé účinky alebo ho dokonca môže usmrtiť.
Výskumníci QIBEBT po prvýkrát vytvorili genóm s cielenými deléciami po 100 kilobázach pre určitý typ rias Nannochloropsis oceanica,
Delécia stoviek fragmentov kilobázy v mikro riasach štiepením Cas9. Táto kresba bola vykonaná pomocou programu BioRender. Zápočet: Liu Yang
N. oceanicasú mikroriasy (jednobunkové riasy),ktoré majú obrovský potenciál na výrobu biopalív a biomateriálov. Realizácia potenciálu týchto mikrorias si však vyžaduje rozsiahle genetické inžinierstvo organizmu, aby sa maximalizoval výnos a minimalizovali výrobné náklady.
Tím QIBEBT najskôr zistil, že nie sú podstatnéchromozomálne oblasti sú tie, ktorých gény sú zriedka exprimované alebo aktivované. Identifikovali desať takýchto „regiónov s nízkou expresiou“ (LER). Potom použili techniku úpravy génu CRISPR-Cas9 na vyrezanie dvoch najväčších LER s veľkosťou viac ako 200 kb.
Napriek všetkým operáciám mikroriasynaďalej vykazovali normálny rast, obsah lipidov, hladiny nasýtenia mastnými kyselinami a fotosyntézu. V niektorých prípadoch bola rýchlosť rastu a produktivita biomasy dokonca o niečo vyššia ako u organizmu vo voľnej prírode. Použitie technológie genómových skalpelov teda urobilo z eukaryotických rias skutočný generátor biopalív. Okrem toho vedci našli normálne teloméry v mutantoch s deléciou telomér na chromozóme 30. Tento jav naznačuje, že strata distálnej časti chromozómu môže spôsobiť regeneráciu telomér.
Teraz, keď dokázali, že dokážu vyrezávaťgenómu tak komplexného eukaryota, vedci sa pokúsia vystrihnúť ešte viac LER a ďalších nesmrtiacich oblastí. Cieľom je vytvoriť úplne minimálnu Nannochloropsu,ktorá vyrába biopalivo z CO₂ s maximálnou účinnosťou.
Čítaj viac
Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?
Solárna energia vyrábala v Číne tekuté palivo
Kyslík definitívne zmizne: čo sa stane so Zemou bez hlavného zdroja života
LER - oblasti s nízkou expresiou
Cas9(Angličtina)CRISPRakopridružený proteín9, CRISPR-asociovaný proteín) je kontrolovanýpomocou RNA sprievodcov, endonukleázy spojenej s adaptívnym imunitným systémom CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) u mnohých baktérií, najmäStreptococcus pyogenes.S. pyogenespoužíva Cas9 na uchovávanie, kontrolu a rezanie cudzej DNA, ako je bakteriofágová alebo plazmidová DNA.
Teloméry sú konce chromozómov. Telomerické oblasti chromozómov sú charakterizované absenciou schopnosti spojiť sa s inými chromozómami alebo ich fragmentmi a vykonávať ochrannú funkciu.
Vymazania (z lat.deletio - deštrukcia) - chromozomálne prestavby, pri ktorých dochádza k strate časti chromozómu. K vymazaniu môže dôjsť v dôsledku zlomeného chromozómu alebo v dôsledku nerovnomerného prechodu. Podľa polohy stratenej oblasti chromozómov sú delécie klasifikované na interné (intersticiálne) a terminálne (terminálne).