Ново изследване, публикувано в Nature Communications, предполага, че синтетичната биология би могла да помогне за по-добро характеризиране на сложните микробни общности, отключвайки техния потенциал за индустриални и медицински биотехнологии.
Съобществата микроорганизми контролират много от най-важните екологични процеси на Земята. Например фотосинтезиращите океански микроби произвеждат най-малко 50 % от кислорода в света, съобществата бактерии по корените „фиксират“ азота от атмосферата, за да го направят достъпен за растенията, а микробните общности в стомаха на селскостопанските животни им позволяват да разграждат трудно смилаемата целулоза от растителната им диета.
„Повечето от тези микроби е трудно да се отглеждат и изследват в лаборатория и през по-голямата част от научната история са били един вид „биологична тъмна материя““, разказва съавторът д-р Том Уилямс (Tom Williams), асоцииран изследовател от Центъра ARC за постижения в областта на синтетичната биология и научен сътрудник от Университета Маккуори.
С появата на съвременните технологии за секвениране на ДНК стана възможно да се изследват тези сложни микробни общности чрез сравняване на техните ДНК последователности с тези на други характеризирани видове в бази данни, област, наречена метагеномика.
„Mетагеномиката даде безпрецедентна представа за структурата и функцията на микробната общност, но има две основни ограничения. Първо, трудно е да се определи окончателно функцията на определени гени и геноми, идентифицирани от секвенирането на ДНК в околната среда, без тестването им в лаборатория. Второ, метагеномите, които стоят в основата на културни микробни общности, не могат да бъдат използвани от биотехнологиите“, обяснява д-р Уилямс.
„Ние предполагаме, че някои от ограниченията на метагеномиката могат да бъдат преодолени с помощта на синтетичната биология, където секвенираните метагеноми могат да бъдат съживени в лабораторен микроб с помощта на мащабен ДНК синтез. Като теоретичен пример за изследване, ние изследвахме възможността за повторно създаване на функциите на микроорганизми, които присъстват във ферментационната среда на виното в рамките на един вид винени дрожди".
Това би позволило по-прецизен контрол и разбиране на винените ферментации и би осигурило инструменти и рамки за синтезиране и създаването на живи по-сложни метагеноми на околната среда.
Понастоящем синтезът на ДНК е твърде скъп, за да позволи синтез на голям метагеном, но тъй като разходите намаляват с новите технологии, синтетичната метагеномика ще се превърне в осъществима перспектива.
„В крайна сметка синтетичната метагеномика може да се превърне в нова научна област, която не само хвърля светлина върху микробната тъмна материя, но и отключва потенциала й за приложение в индустриалните и медицинските биотехнологии“, отбелязва д-р Уилямс.
Справка: “Seeding the idea of encapsulating a representative synthetic metagenome in a single yeast cell” by Ignacio Belda, Thomas C. Williams, Miguel de Celis, Ian T. Paulsen and Isak S. Pretorius, 11 March 2021, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-021-21877-y
Източник: Using Synthetic Biology To Shed Light on “Biological Dark Matter”, Macquarie University
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Последната теорема на Стивън Хокинг преобръща времето и причинността
Прост Човек
Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици
zlatkov
Учени сканират 74 милиона радиосигнала от междузвезден обект за признаци на извънземни технологии
Джендо Джедев
За срещата на Земята с Халеевата комета през 1910 г. някои са пили "противокометни хапчета"