Учёные шокировали мир, переписав целиком геном живого организма

Ученые из Йеля и Гарварда перекодировали весь геном бактерии и усилили ее сопротивляемость вирусам. Ученые Американской ассоциации научного прогресса добились значительных успехов в технологии полной перезаписи генома живой бактерии. Сейчас ученые строят из перекодированных бактерий «живую фабрику», способную производить «экзотические» белки и полимеры.

Теперь ученые смогут «перевооружать» природу и создавать мощные новые формы белков, призванных выполнять тысячи различных задач – от борьбы с заболеваниями до усиления полезных свойств материалов.

Американские ученые попытались улучшить творение природы, заменив некоторые кодоны на новые «буквы» — для создания новых, не встречавшихся в живых организмах аминокислот. Это позволит создавать организмы с невиданными доселе свойствами и культивировать в них иммунитет к вирусам. И планомерно заменили все 62 214 варианта на альтернативные. Их работа открывает новую ступень в генной инженерии, ведущей к созданию полностью генетически переписанного организма, пишет EurekAlert.

Это впечатляющее доказательство новых возможностей науки – переписывать генетический код организма. Эти новые молекулы могут стать основой нового поколения материалов, наноструктур, лекарств и средств доставки лекарств по организму. Американские ученые полностью переписали генетический код кишечной палочки Escherichia coli, внеся в ее геном более 62 тысяч изменений.

Синтетические биологи продемонстрировали возможность создания нового генетического кода

Так как последние не существуют в естественной среде, организм не сможет расти и размножаться вне лабораторных условий. ДНК любого живого организма образована четырьмя типами нуклеотидов: A, Т, G и C. Каждый триплет (тройка) нуклеотидов кодирует одну из 20 белковых аминокислот. Например, целых три комбинации — TAG, TAA и TGA — являются стоп-кодонами, то есть сигнализируют о прекращении синтеза белка в процессе трансляции.

Ранее исследователи смогли отредактировать 314 триплетов TAG в кишечной палочке, теперь они планируют изменить семь различных кодонов. Поскольку это требует внести в геном бактерии 62 тысячи изменений, биологи сначала синтезировали короткие отрезки ДНК длиной около двух тысяч нуклеотидов.

1. Синтетический геном — круто, огромный объём работы сделан. Допустим, можно модифицированными сделать только собственные белки бактерии, чтобы не вносить изменения в белки которые хотим синтезировать. 4. Триплеты хоть и являются избыточными, но этот механизм используется бактерией для регуляции скорости синтеза белков. Семь «слов» из генетического словаря бактерии лишились своих прежних значений. Однако чисто математически легко показать, что число возможных тройных нуклеотидных комбинаций из A, G, T и C равно 64. Получается, что триплетов в генетическом коде существует с избытком.

Пока что авторы работы последовательно проверяют на кишечной палочке разные куски отредактированного генома, и с уже проверенными 63% переписанной ДНК никаких серьёзных проблем не возникло. В перспективе всё должно закончиться тем, что в бактерию вставят весь отредактированный геном целиком.

Вследствие этого в генетическом коде для одной и той же аминокислоты может быть множество кодонов

Однако ученые решили использовать лишние триплеты для кодирования новых аминокислот. Они были сшиты вместе, а затем внедрены в E.coli. В будущем исследователи планируют создать невосприимчивые к вирусам стволовые клетки человека и сельскохозяйственных животных. Такие клетки могут быть использованы для производства вакцин и органов для пересадки.

Что есть не удобно по ряду причин, потому как гены белков, которые люди хотят синтезировать, пихают именно в плазмиды. Во-первых, теперь все белки будут их содержать, что непонятным образом скажется на их структуре, активности и т.д. 6. Синтезировать ранее не существующие белки, то есть белки с левыми синтетическими аминокислотами… Все, представляю, будут безумно рады. По факту получится очень высокотехнологично подкованная блоха, дорогая в содержании и прыгающая, скорее всего, сильно хуже оригинала.

После этого стоп-кодон был «перепрограммирован» на другой, кодирующий новые аминокислоты – и вставлен в геном, в манере «plug-and-play». Белки, зашифрованные в «технической инструкции» ДНК и собирающиеся из аминокислот, выполняют много важных функций в клетках живых организмов. Генетический код – универсален, и поэтому ничего не мешает перекодировать геномы других организмов», – заявил Айзекс. В переписанных сегментах кишечной палочки, которые ученые собрали и протестировали, 63% всех вариантов семи кодонов оказались замененными, и большинство генов вели себя нормально.

Еще про iPhone:

  • Батарея для Phantom 4 – время работы и зарядкиБатарея для Phantom 4 – время работы и зарядки Сейчас под рукой нет второго Фантома 4, что бы сравнить как у него индикаторы мигают, может это нормальная индикация и не стоит обращать внимание? В чемодане квадрокоптер необходимо […]
  • Как кинуть крученый (curved) покебол в Pokemon GoКак кинуть крученый (curved) покебол в Pokemon Go Поразить покемона в игре Pokemon Go можно покеболом, производя обычный удар либо крученный. По правилам, чтобы бросить покебол в Pokemon Go, просто свайпаем по мячу на экране и он летит в […]
  • Как использовать ноутбук в качестве точки доступаКак использовать ноутбук в качестве точки доступа Создание виртуальной точки доступа — netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=My_virtual_WiFi key=12345678 keyUsage=persistent. Простым языком — умеет ли он работать в режиме […]
  • Windows 10, ужасающее сглаживание шрифтовWindows 10, ужасающее сглаживание шрифтов Шрифты в skype стали какими-то размытыми. После обновления до Windows 10 изменилось разрешение в окне программы. Готово! Теперь абсолютно во всей системе используется шрифт, который мы […]