Компьютер впервые самостоятельно сгенерировал геном живого организма

KOGDATA.RU — Все последовательности известных науке ДНК сохраняются в базе данных, которая принадлежит Национальному центру биотехнологической информации в США. Недавно в этом списке появился новая запись: «Caulobacter ethensis-2.0». Это первый в мире геном, полностью смоделированный на компьютере!

Авторы проекта - ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich).

В основе C. ethensis-2.0 - геном Caulobacter crescentus. Это безобидная бактерия, живущая в мировых пресных водах имеет 4 тыс. гена.

Ранее ученые уже установили, что всего этого количества для поддержания жизни в лабораторных условиях нужно примерно 680 генов.

Именно такой оптимизированный геном и стал отправной точкой в эксперименте под руководством Бита Кристена, профессора экспериментальной системной биологии, и его брата Маттиаса Кристена, химика.

Следует заметить, что более 10 лет назад Крейг Вентер, пионер американской генетики, после, опять же, 10 лет работы создал химически синтезированный бактериальный геном. Проект стоил 40 млн $. Автор: Артем Маслов

Сохраните в соц.сети, ок?

Поэтому братья Кристен продолжили дело своего коллеги, но в своей работе они применили компьютерный алгоритм.
Во-первых, чтобы разработать не такой сложный механизм производства геномов. А, во-вторых, чтобы сэкономить.

В упрощенном геноме программа вычислила идеальную последовательность ДНК для синтеза, а потом заменила часть генетического кода (17% из 800 тыс. букв).

Благодаря нашему алгоритму, мы дали генома абсолютно новую последовательность букв ДНК, и она больше не похожа на исходную. В то же время биологическая функция на уровне белка осталась неизменной.

Чтобы проверить, будет ли полученная цепочку работать должным образом в живой клетке, исследователи вырастили штамм бактерий, которые имели в своем ДНК как природный геном Caulobacter, так и сегменты его искусственного собрата. Ученые выключали отдельные природные гены и проверяли способность их искусственных аналогов выполнять ту же биологическую роль. Результат оказался поразительным: около 580 из 680 искусственных генов были работоспособными.

Наш метод - это как лакмусовая бумажка, дает понять, правильно ли мы, биологи, представляем себе генетику, и позволяет нам заполнить возможные пробелы в наших знаниях. Вскоре мы сможем улучшить наш алгоритм и создать полностью функциональную версию генома 3.0.

Среди возможных применений этой технологии - синтетические микроорганизмы для производства сложных фармацевтически активных молекул или витаминов. Еще одно направление - производство ДНК-вакцин, поскольку брать Кристен разработали универсальный метод, который подходит не только для Caulobacter.

Кстати, исследователи из ETH Zurich справились с этой миссией значительно быстрее своего предшественника - за год. И стоило им это 120 тыс. $.

Категория: Новости о онлайн-медиа и IT-корпорациях Ваш IP записан: 3.144.143.31 (14.04.19)