25 януари 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Биолозите са близо до създаването на изкуствена ДНК

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 20 август 2016 в 09:0041450
Биолозите трансформират кода на Ешерихия коли. (C. Bickel/Science)

Биолозите от Харвард, Масачузетския технологичен институт и няколко други институции на САЩ докладваха за работата си по пълната замяна на генома - генетичния код на бактерията, живееща в дебелото черво на топлокръвни животни, Ешерихия коли (Escherichia coli). 

В дългосрочен план, това ще позволи да се създаде специална "изкуствена" бактерия, която не може да се възпроизведе извън лабораторията, а в същото време - напълно устойчива на всички съществуващи вируси.

Синтетичният геном на Ешерихия коли ще кодира протеини по схема, която се различава от използваните от всички известни форми на живот. След като ДНК претърпи 62000 промени, готовият геном ще бъде най-сложният продукт на генното инженерство, разказва онлайн изданието Science.

Екипът, ръководен от Джордж Чърч (George Church) от Харвардския университет публикува отчета за таботата си до този етап в списание Science.

Питър Кар (Peter Carr), биоинженер от Масачузетския технологичен институт лаборатория Линкълн в Лексингтън, заяви, че това откритие ще позволи да се проектират живи същаства в големи мащаби и дори да се управлява генетичния код.

До момента учените са успели да прекодират от нулата 63% от гените.

Молекулите на транспортната РНК имат функцията да подбират съответните аминокиселини и да ги вграждат в строго определените им от антикодона места на “конвейра” за синтез напротеини. Докато рибозомата се движи по направлението на информационната РНК, към нея се присъединява подходящата тройка молекули на тРНК, носеща определена аминокиселина. След това аминокиселините се освобождават от молекулите-носители и се съединяват една с друга в растящата пептидна верига от протеини.

Генетичният код определя съответствието между последователноста на нуклеотидите в гените и тези аминокиселини, от които се изграждат протеините на базата на тези гени. Всеки три нуклеотида (кодон), кодират една аминокиселина.

Тъй като има 64 варианта на триплети от нуклеотиди, а основните аминокиселини в протеините са само 20, много от кодоните са синонимни, т.е. кодират една и съща аминокиселина.

Учените са започнали да заменят в ДНК на бактерията едни кодони с други, предимно редки кодони с техни синоними, и това трябва да направят за целия геном на бактерията.

Изследователите избират 7 сравнително редки кодони, които могат да бъдат елиминирани, заедно с разпознаващата ги тРНК. Авторите създават програма, която позволява на базата на известна последователност на генома (използва се вече сведена до минимум, "изчистена" версия на генома на Е. коли) да се заменят кодони с техните синоними. Намаляват общия брой на кодоните от 64 на 57, отказвайки се от употребата на някои кодони. В природата не съществуват организми с този набор от кодони.

Учените разделят цялата нишка ДНК на Е.коли на 55 части, всяка от които се състои от 50000 двойки нуклеотидни бази. Във всеки от тези 55 фрагменти едни кодони са заменени с други, кодиращи същата аминокиселина. За да се получи жив организъм с такава ДНК, учените ще трябва да сглобят всички парчета заедно. 

Схема на замяната на генетичния код на фрагмент от протеин от естествен типа с "прекодиран".
Nili Ostrov et al., Science, 2016

Такава бактерия би имала някои интересни свойства. При достатъчно голям брой извадени кодони (поне три), например, тя би била напълно устойчива на всички съществуващи вируси, защото генетичната й информация ще бъде просто "нечетлива" за вирусите.

Освен това в протеините на такава бактерия могат да бъдат въведени изкуствени, несрещащи се в природата аминокиселини или химични групи - например, за синтез на нови лекарства или индустриални продукти. И това може да стане чрез стандартни методи на молекулярната биология, без да се разработва система от нулата всеки път.

 До момента на публикуването са проверени 63% от синтетичния геном (наречен rE.coli-57), при това 91% от изследваните гени са запазили своята ефективност.

Но работата по синтетичния геном още не е завършена, вероятно поради финансови затруднения. Общата стойност, по оценка на авторите на проекта, е един милион долара.


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.