Proizveden kvasac s 50 posto umjetne DNK

Tim znanstvenika sa sjedištem u Velikoj Britaniji, predvođen stručnjacima sa Sveučilišta Nottingham i Imperial Collegea u Londonu, dovršio je konstrukciju sintetskog kromosoma u sklopu velikog međunarodnog projekta izgradnje prvog sintetičkog genoma kvasca na svijetu.

Rad predstavlja završetak jednog od 16 kromosoma genoma kvasca od strane britanskog tima, što je dio najvećeg projekta ikada u sintetičkoj biologiji.

Suradnja je bila 15-godišnji projekt koji je uključivao timove iz cijelog svijeta (UK, SAD, Kina, Singapur, Francuska i Australija), koji su radili zajedno na izradi sintetičkih verzija svih kromosoma kvasca. Uz ovaj rad, objavljeno je još 9 publikacija drugih timova koji opisuju njihove sintetičke kromosome. Konačni završetak projekta najvećeg sintetičkog genoma ikada očekuje se sljedeće godine.

Ovo je prvi pokušaj izgradnje sintetskog genoma eukariota, živog organizma s jezgrom, poput životinja, biljaka i gljiva. Kvasac je bio organizam izbora za projekt budući da ima relativno kompaktan genom i urođenu sposobnost povezivanja DNK zajedno, omogućujući istraživačima da izgrade sintetičke kromosome unutar stanica kvasca.

Ljudi imaju dugu povijest s kvascem, koriste ga za pečenje kruha i 'kuhanje'piva tijekom tisuća godina, a odnedavno ga koriste za kemijsku proizvodnju i kao model organizma za rad naših stanica. Ovaj odnos znači da znamo više o genetici kvasca od bilo kojeg drugog organizma, a ti čimbenici učinili su kvasac očitim kandidatom.

Tim sa sjedištem u Ujedinjenom Kraljevstvu, predvođen dr. Benom Blountom sa Sveučilišta u Nottinghamu i profesorom Tomom Ellisom na Imperial Collegeu u Londonu, sada je izvijestio o kompletiranju svog kromosoma, sintetskog kromosoma XI. Projekt izgradnje kromosoma trajao je 10 godina, a konstruirani slijed DNK sastoji se od oko 660.000 parova baza, što su 'slova' koja čine kod DNK.

Sintetski kromosom zamijenio je jedan od prirodnih kromosoma stanice kvasca i nakon mukotrpnog procesa uklanjanja grešaka, sada omogućuje stanici da raste uz istu razinu sposobnosti kao prirodna stanica. Sintetski genom neće samo pomoći znanstvenicima da razumiju kako genomi funkcioniraju, već će imati i mnoge primjene.

Umjesto da bude čista kopija prirodnog genoma, Sc2.0 sintetski genom dizajniran je s novim značajkama koje stanicama daju nove sposobnosti kojih nema u prirodi. Jedna od tih značajki omogućuje istraživačima da natjeraju stanice da miješaju svoj genski sadržaj, stvarajući milijune različitih verzija stanica s različitim karakteristikama. Zatim se mogu odabrati pojedinci s poboljšanim svojstvima za širok raspon primjena u medicini, bioenergiji i biotehnologiji.

Tim je također pokazao da se njegov kromosom može prenamijeniti u novi sustav za proučavanje ekstrakromosomske kružne DNK (eccDNA). To su slobodno plutajući krugovi DNK koji su se "izvukli" iz genoma i sve se više prepoznaju kao čimbenici starenja te kao uzrok malignog rasta i otpornosti na kemoterapijske lijekove kod mnogih vrsta raka, uključujući glioblastom tumora mozga.

Istraživanje objavljeno u časopisu Cell Genomics možete pronaći na ovoj poveznici.