Международная группа ученых успешно реализует проект по созданию первого эукариотического организма с полностью синтетическим геномом. На данный момент создан штамм дрожжей, геном которого более чем на 50 % искусственен.
В сборнике статей, опубликованных в журнале Cell and Cell Genomics, представлены результаты работы международного исследовательского консорциума, работающего над созданием первого полностью синтетического генома эукариот с использованием обычных хлебопекарных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) в качестве модели. Работы проводились международным коллективом ученых в рамках амбициозного биоинженерного проекта «Синтетический геном дрожжей» (Sc2.0).
На сегодняшний день ученые успешно синтезировали и собрали все 16 нативных хромосом S. cerevisiae. Следующим шагом стало объединение некоторых синтетических хромосом в одной дрожжевой клетке, в результате чего появился штамм с более чем 50 % синтетической ДНК. Этот штамм успешно выживает и размножается.
В процессе синтеза исследователи удалили фрагменты некодирующей ДНК и повторяющиеся элементы, а также добавили новые фрагменты ДНК для удобства различения синтезированных и нативных генов. Сначала ученые собрали каждую из 16 хромосом генома дрожжей независимо, чтобы создать 16 частично синтетических штаммов дрожжей, каждый из которых содержал по 15 природных хромосом и одной синтетической. Чтобы объединить эти синтетические хромосомы в одной дрожжевой клетке, исследователи скрестили различные частично синтетические штаммы дрожжей, а затем искали среди потомства особей, несущих обе синтетические хромосомы.
Постепенно ученые объединили все ранее синтезированные хромосомы в одной клетке. Также они выявили и исправили несколько генетических дефектов и повысили приспособленность дрожжей с помощью редактирования CRISPR/Cas9.
В случае успеха проекта ученые, возможно, смогут создать штаммы дрожжей, которые будут более продуктивными и устойчивыми к суровым условиям. Кроме того, работа над процессом создания синтетического генома проливает свет на фундаментальные вопросы организации и эволюции геномов.
Источник: First Partly Synthetic Eukaryote Genome Created in the Lab, Genetic Engineering and Biotechnology News (2023)
