Учёные заменили гены бактерии E. coli синтезированным геномом
Исследователи из Кембриджского университета заменили гены бактерии E. coli на геном, синтезированный в лаборатории. В статье, опубликованной в журнале Nature, группа описала замену генома и удаление избыточных генетических кодов.
Генетический код — это программа жизни; его организация приводит к созданию белков, контролирующих функции клеток. Геном любого организма сложен, но основан всего на трёх наборах оснований ДНК. Каждый из них может содержать только одно из четырёх оснований, что даёт всего 64 возможные комбинации. Однако существует лишь 20 аминокислот, а значит, в геноме должны быть коды, которые не нужны. Предыдущие исследования показали, что некоторые из этих кодов используются как резервные (избыточные), некоторые — для других целей, а назначение многих ещё не понято.
В новой работе учёные поставили две цели:
- Синтезировать в лаборатории весь геном бактерии E. coli — все четыре миллиона «букв».
- Выяснить, что произойдёт с таким организмом, если удалить часть избыточных участков ДНК.
Исследователи сообщают, что достигли обеих целей, перекодировав ДНК E. coli на компьютере с удалением множественных избыточностей. После перепроектирования нужного генома его разделили на части и отправили в ДНК-синтезатор. Полученные фрагменты потребовали доработки: учёным пришлось сшивать более мелкие куски в более длинные, прежде чем вставить геном в живую бактерию E. coli. Её назвали Syn61, поскольку использовались только 61 из 64 возможных кодонов.
Учёные отмечают, что модифицированный бактериальный образец рос медленнее, но в остальном вёл себя так же, как неотредактированные образцы. Они предполагают, что в будущих работах удалённые избыточные последовательности можно будет заменить другими, чтобы создавать бактерии со специальными способностями — например, для производства новых типов биополимеров, не встречающихся в природе.