Трехчастная хромосома E. coli позволяет изолировать и имплантировать хромосому

Проблема заключалась в том, что геном Escherichia coli (E. coli), состоящий из 4,6 миллионов пар оснований в виде одной кольцевой ДНК, слишком велик для манипуляций после извлечения и переноса в другие бактерии.

Исследователи из Университета Риккё под руководством доцента Такахито Мукаи и профессора Масаюки Суэцугу успешно разделили геном E. coli на три части по 1 миллиону пар оснований каждая, используя самый маленький из известных штаммов E. coli. Кроме того, они успешно извлекли разделенный геном из бактерий и имплантировали его в другие клетки E. coli.

Крупным прорывом является то, что E. coli смогла стабильно размножаться даже после разделения её генома на три части. В дальнейшем важно выяснить, как контролируется репликация и распределение такого трехчастного генома.

Эта же исследовательская группа разрабатывает технологию синтеза гигантских фрагментов ДНК без использования клеток (бесклеточный синтез) и уже сообщала о бесклеточной методике амплификации кольцевой ДНК размером в 1 миллион пар оснований. В будущем имплантация бесклеточно синтезированных частей генома в E. coli может привести к созданию искусственных бактерий с заданными ценными функциями, например, для производства материалов.

Это достижение может помочь в выяснении механизмов репликации и сегрегации генома, а также в применении инструментов синтетической биологии для преобразования генома — чертежа жизни — с целью создания функционально спроектированных организмов.

Результаты исследования были опубликованы в онлайн-версии журнала Nucleic Acids Research 28 апреля 2021 года в качестве прорывной работы.