Синтетический бактериальный геном создан швейцарскими учеными - Гранит науки - 2019-05-09

Синтетические биологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) сконструировали упрощенный искусственный бактериальный геном с использованием компьютерного алгоритма. Впрочем, нынешний синтетический геном - не первый в новейшей истории науки. В 2008 году американские ученые под руководством известного биолога Крейга Вентера (Craig Venter) опубликовали нашумевшую работу по синтезу «с нуля» генома бактерии вида Mycoplasma genitalium. Подобно группе Вентера швейцарская группа синтезировала бактериальный геном. Это полная генетическая последовательность безопасной бактерии Caulobacter ethensis, которая живет в пресной воде.

Но в отличие от Вентера с соавторами, швейцарские ученые упростили геном до минимальной версии, назвав его C. ethensis-2.0. Упрощение бактериального генома позволяет установить минимальный набор генов, способный обеспечить жизнь клетки. Это достижение поможет усовершенствовать генную инженерию микроорганизмов – продуцентов лекарственных средств, ферментов и других важных соединений. Как сказал в комментарии европейскому изданию новостей биотехнологии Labiotech.eu один из руководителей швейцарской группы Матиас Кристен (Matthias Cristen), над созданием таких искусственных бактерий в мире сейчас работают от 20 до 50 исследовательских групп, но швейцарской группе повезло стать первыми, кто показал возможность упрощения химического синтеза полных бактериальных геномов.

Работа Кристена с соавторами опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences. Синтетический геном C. ethensis-2.0 был сделан путем сокращения генома бактерии Caulobacter ethensis с 4000 генов до менее чем 680, идентифицированных как жизненно важные для клетки. Для редактирования отдельных «букв» ДНК в оставшихся генах авторы использовали компьютерный алгоритм, что должно было упростить синтез генома, но с сохранением основных функций генов.

Для того чтобы убедиться в том, что упрощенный геном работает как полагается, ученые сделали генно-инженерную бактерию, в которой должны работать гены, выделенные из версии C. ethensis-2.0. Бактериальная клетка может существовать с таким геномом только в том случае, если функциональны все его гены. «В настоящее время в нашем искусственном геноме функциональны лишь 580 из 680 генов…но мы продемонстрировали подход, который предполагает возможность получения жизнеспособных клеток с сегментами искусственного генома и полными синтетическими геномами в ближайшем будущем», говорит Кристен. Его группа сейчас работает над Caulobacter ethensis 3.0, версией полностью функционального генома. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».