Генетикам удалось синтезировать хромосому
Ученым впервые удалось с нуля синтезировать хромосому, по своим функциям полностью идентичную натуральной. Это стало важным шагом на пути создания синтетических геномов и искусственных организмов.
О результатах международного проекта, осуществлявшегося под руководством специалистов из Института системной генетики (Нью-Йорк), сообщается в свежем выпуске журнала Science.
Вирусные геномы и кольцевые хромосомы бактерий синтезировались учеными уже не раз, однако хромосомы эукариот устроены гораздо сложнее, так что до настоящего времени их синтез оставался невыполнимой задачей. Тем не менее, авторам статьи всё же удалось собрать с нуля хромосому пивных дрожжей, Saccharomyces cerevisiae. На это у них ушло семь лет.
Дрожжи обладают шестнадцатью хромосомами - исследователи решили начать с синтеза самой короткой из них, обозначенной номером III. Эта хромосома отвечает за репродуктивные процессы этих одноклеточных, в природе ее длина составляет 316 667 нуклеотидных пар. Ее синтетический аналог несколько короче и состоит из 273 871 нуклеотидныз пар.
Дело в том, что ученые решили синтезировать только функциональные элементы и убрали лишние повторы и «мусорную» (некодирующую) ДНК. Всего им пришлось внести в искусственную хромсому около 500 изменений по сравнению с оригиналом. Однако даже в урезанном виде искусственная хромосома, будучи вставленной в дрожжи, работала нормально.
В дальнейшем ученые планируют синтезировать и более длинные дрожжевые хромосомы - так, уже сейчас ведется работа над сборкой хромосомы XI (ее длина - 670 тысяч нуклеотидных пар). По словам исследователей, создание синтетической хромосомы стало серьезным прорывом в синтетической биологии и самым важным достижением в генетике дрожжей, начиная с 1996 года, когда был расшифрован их геном.
Интересно, что у человека и дрожжей имеется примерно 2000 общих генов (всего их у дрожжей около 6000). Человеческий геном значительно длиннее дрожжевого и упакован в 23 пары хромосом. Однако задачи по синтезу хромосом людей и дрожжей с технической точки зрения принципиально ничем не отличаются.
