Forskare i Kina har isolerat ett 100-kilobasgenom från en typ av oljeproducerande mikroalger genom att ta bort gener
De resulterande mikroalgerna med ett ”minimalt genom” kommer potentiellt att vara användbara som modellorganism för vidare studier av den molekylära och biologiska funktionen hos varje gen.
Studien publicerades iPlant Journal.
Skapande av ett "minimalt genom" - ett genomfråntagen alla duplicerade eller uppenbarligen icke-funktionella "skräpgener" - användbart för att undersöka grundläggande frågor om genetisk funktion och för att designa cellulära fabriker som producerar värdefulla föreningar.
Sådana minimala genom är gjorda för enkelhetorganismer, men sällan för eukaryota organismer, inklusive alger eller växter. I högre eukaryoter kan sopregioner uppta upp till 70% av genomet. Att ta bort vad som verkar vara oönskade gener kan faktiskt ha skadliga effekter på kroppen eller till och med döda den.
För första gången har QIBEBT-forskare skapat ett genom med riktade deletioner på 100 kilobaser vardera för en typ av alger Nannochloropsis oceanica.
Radering av hundratals kilobasfragment i mikroalger genom klyvning av Cas9. Denna ritning gjordes med BioRender. Upphovsman: Liu Yang.
N. oceanicaär mikroalger (encelliga alger),som har enorm potential för produktion av biobränslen och biomaterial. Men att förverkliga potentialen hos dessa mikroalger kräver omfattande genteknik av organismen för att maximera avkastningen och minimera produktionskostnaderna.
QIBEBT-teamet identifierade först icke-väsentligtkromosomala regioner är de vars gener sällan uttrycks eller aktiveras. De identifierade tio sådana "LER med lågt uttryck" (LER). De använde sedan CRISPR-Cas9-genredigeringsmetoden för att klippa ut de två största LER-värdena, över 200 kb i storlek.
Trots alla operationer, mikroalgerfortsatte att visa normal tillväxt, lipidhalt, fettsyramättnadsnivåer och fotosyntes. I vissa fall var tillväxthastigheten och produktiviteten för biomassan till och med något högre än för organismen i det vilda. Således har användningen av genomisk skalpellteknologi gjort eukaryota alger till en riktig biobränslegenerator. Dessutom fann forskarna normala telomerer i telomerdeletionsmutanter av kromosom 30. Detta fenomen innebär att förlust av den distala delen av kromosomen kan orsaka telomerregenerering.
Nu när de har bevisat att de kan huggagenomet av en sådan komplex eukaryot, kommer forskare att försöka skära ut ännu mer LER och andra icke-dödliga regioner. Målet är att skapa en helt minimal Nannochloropsis.som producerar biobränslen från CO₂ med maximal effektivitet.
Läs mer
Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?
Solenergi gjorde flytande bränsle i Kina
Syre kommer definitivt att försvinna: vad kommer att hända med jorden utan den huvudsakliga livskällan
LER - regioner med lågt uttryck
Cas9(Engelsk)CRISPRsomassocierat protein9, CRISPR-associerat protein) är ett kontrolleratmed hjälp av RNA-guider, ett endonukleas associerat med det adaptiva immunsystemet CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) i ett antal bakterier, i synnerhetStreptococcus pyogenes.S. pyogenesanvänder Cas9 för att lagra, inspektera och skära främmande DNA, såsom bakteriofag eller plasmid-DNA.
Telomerer är ändarna på kromosomer. Telomera regioner av kromosomer kännetecknas av frånvaron av förmågan att ansluta till andra kromosomer eller deras fragment och utföra en skyddande funktion.
Raderingar (från lat.deletio - förstörelse) - kromosomala omarrangemang, där det finns en förlust av en del av kromosomen. Raderingen kan bero på en trasig kromosom eller resultatet av ojämn övergång. Genom positionen för den förlorade kromosomregionen klassificeras deletioner i intern (interstitiell) och terminal (terminal).