Вчені з Китаю виділили 100-кілобазовий геном з одного виду мікроводоростей, що виробляють нафту, шляхом видалення генів
Отримані мікроводорості з «мінімальним геномом» потенційно стануть в нагоді як модельний організм для подальшого вивчення молекулярної і біологічної функції кожного гена.
Дослідження опубліковане вThe Plant Journal.
Створення «мінімального геному» — геному, позбавленого всіх дубльованих або, очевидно, нефункціональних «сміттєвих генів» — корисно для дослідження фундаментальних питань генетичної функції та для проектування клітинних фабрик, які виробляють цінні сполуки.
Такі мінімальні геноми створені для простихорганізмів, але рідко для еукаріотичних організмів, включаючи водорості або рослини. У вищих еукаріот сміттєві області можуть займати до 70% генома. Видалення того, що тільки здається небажаними генами, насправді може зробити шкідливий вплив на організм або навіть убити його.
Вперше дослідники QIBEBT створили геном з цільовими делеціями по 100 кілобаз кожна для типу водоростейNannochloropsis oceanica.
Делеції сотень кілобазних фрагментів в мікроводоростей шляхом розщеплення Cas9. Цей малюнок був зроблений за допомогою BioRender. Надано: Лю Ян.
N. oceanica– це мікроводорості (одноклітинні водорості), які мають великий потенціал для виробництва біопалива та біоматеріалів.Однак реалізація потенціалу цих мікроводоростей вимагає великої генної інженерії організму для максимізації врожайності та мінімізації виробничих витрат.
Команда QIBEBT спочатку визначила несуттєвіхромосомні області - ті, гени яких рідко експресуються або активуються. Вони ідентифікували десять таких «регіонів з низькою експресією» (LER). Потім вони використовували техніку редагування генів CRISPR-Cas9, щоб вирізати два найбільших LER - розміром понад 200 кілобаз.
Незважаючи на всі операції, мікроводорості все одно показали нормальний ріст, вміст ліпідів, рівень насичення жирними кислотами та фотосинтез.У деяких випадках темпи росту і продуктивність біомаси були навіть трохи вище, ніж у організму в дикій природі.Таким чином, застосування технології геномного скальпеля зробило еукаріотичні водорості справжнім генератором біопалива.Крім того, вчені виявили нормальні теломери у мутантів з делецією теломерЦе явище має на увазі, що втрата дистальної частини хромосоми можеіндукують регенерацію теломер.
Тепер, коли вони довели, що можуть вирізатигеном такого складного еукаріоти, дослідники спробують вирізати ще більше LER і інші нелетальної області. Мета -Створити повністю мінімальний Nannochloropsis,який виробляє біопаливо з CO₂ з максимальною ефективністю.
Читати далі
Фізики створили аналог чорної діри і підтвердили теорію Хокінга. До чого це призведе?
У Китаї з сонячної енергії зробили рідке паливо
Кисень точно зникне: що буде із Землею без головного джерела життя
LER - low-expression regions
Cas9(англ.CРІСПРasСоціативний білок9, CRISPR-асоційований білок) - це керованаза допомогою РНК-гідів ендонуклеазу, пов'язана з адаптивною імунною системою CRISPR (англ. Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) у ряду бактерій, зокремаStreptococcus pyogenes.S. pyogenesвикористовує Cas9 для запам'ятовування, подальшої перевірки та розрізання чужорідної ДНК, наприклад, ДНК бактеріофагів або плазмід.
Теломери - кінцеві ділянки хромосом. Теломерні ділянки хромосом характеризуються відсутністю здатності до з'єднання з іншими хромосомами або їх фрагментами і виконують захисну функцію.
Делеції (від лат.deletio - знищення) - хромосомні перебудови, при яких відбувається втрата ділянки хромосоми. Делеция може бути наслідком розриву хромосоми або результатом нерівного кросинговеру. Відповідно до положення загубленої ділянки хромосоми делеції класифікують на внутрішні (інтерстиціальні) і кінцеві (термінальні).