Как исследователи создают синтетические хромосомы быстрее и дешевле с помощью CReATiNG

Исследователи из Колледжа литературы, искусств и наук USC Dornsife разработали новую технику CReATiNG (Cloning Reprogramming and Assembling Tiled Natural Genomic DNA), которая может революционизировать синтетическую биологию. Метод предлагает более простой и экономичный подход к конструированию синтетических хромосом и способен значительно продвинуть генную инженерию.

Суть метода CReATiNG

CReATiNG работает за счёт клонирования и повторной сборки естественных сегментов ДНК дрожжей. Это позволяет учёным создавать синтетические хромосомы, способные заменять нативные в клетках. Техника позволяет:

• Комбинировать хромосомы между разными штаммами и видами дрожжей.
• Менять структуру хромосом.
• Одновременно удалять множество генов.

Ведущий исследователь Ян Эренрайх отметил, что метод открывает возможности для сложного генетического перепрограммирования организмов, ранее считавшегося невозможным даже с CRISPR.

Исследование опубликовано 20 декабря в Nature Communications.

Преимущества перед существующими технологиями

Традиционная синтетическая геномика предполагает сборку хромосом или целых геномов с нуля из химически синтезированных фрагментов ДНК, что требует огромной работы и затрат. CReATiNG предлагает альтернативу, используя в качестве «деталей» естественные фрагменты ДНК, что значительно снижает стоимость и технические барьеры.

Потенциальные области применения

Метод может найти применение в различных областях:

• Биотехнология и медицина: более эффективное производство фармацевтических препаратов и биотоплива, разработка клеточных терапий (например, для лечения рака).
• Экология: создание бактерий для биоремедиации (поглощения загрязнителей).
• Космические исследования: потенциально — разработка микроорганизмов или растений для длительного пребывания человека в космосе или других экстремальных условиях (требует дополнительных исследований).

Одно из ключевых открытий исследования — изменение скорости роста дрожжей при перестройке сегментов хромосом. Некоторые модификации приводили к ускорению или замедлению роста до 68%, что подчёркивает глубокое влияние генетической структуры на биологическую функцию.