Małe, żywe fabryki z ponad 50% syntetycznego DNA

Te Małe Żywe Fabryki wkrótce mogą produkować leki, żywność i wiele innych produktów.

Badacze pokonali znaczącą przeszkodę na drodze do stworzenia w pełni syntetycznych komórek drożdży, co stanowi kamień milowy w bioinżynierii i może przyczynić się do ogromnych innowacji w rozwoju leków, produkcji żywności i wielu innych dziedzinach.

Projekt, który został przedstawiony w serii artykułów opublikowanych w czasopiśmie Cell, jest wynikiem wieloletniej pracy międzynarodowego zespołu z 16 laboratoriów, których celem było zbudowanie pierwszej syntetycznej komórki eukariotycznej od podstaw. Drożdże te zawierają siedem laboratoryjnie wytworzonych chromosomów, które badacze zmodyfikowali i zintegrowali w pojedynczą komórkę drożdży, tworząc szczep z ponad 50% syntetycznym DNA.

Jef Boeke, biolog syntetyczny z NYU Langone Health i jeden z liderów Projektu Syntetycznego Genomu Drożdży, wyjaśnia, że celem było stworzenie genomu, który mógłby nauczyć nas nowej biologii. Wyzwaniem jest sprawdzenie, czy można nie tylko przepisać to, co natura napisała wcześniej, ale napisać zmodyfikowaną wersję, która może robić rzeczy, których naturalne drożdże nie potrafią.

Jeśli projekt się powiedzie, wynik może okazać się potężnym nowym narzędziem dla biologów i inżynierów. Syntetyczne drożdże mogą pomóc rozwikłać długoletnie pytania o działanie komórek, pozwalając badaczom eksperymentować z całymi chromosomami. Komórki drożdży, które są bardziej skomplikowane niż syntetyczne bakterie, mogą również zostać przekształcone w mikro-producentów złożonych leków lub biopaliw, lub pomóc w tworzeniu lepszych modeli ludzkich chorób.

Budowa syntetycznych drożdży rozpoczyna się od skonstruowania genomu, który zawiera wszystkie instrukcje do budowy i utrzymania drożdży. Boeke i jego koledzy przez kilka lat pracowali nad tym, jakie informacje należy uwzględnić w stronach tego syntetycznego genomu i jak je zorganizować w woluminy.

Po ustaleniu genomu i sposobu jego organizacji, zespół musiał faktycznie zbudować chromosomy. Drożdże mają 16 chromosomów, a montaż każdego z nich został przypisany do innego laboratorium. Zespoły używały podejścia kawałek po kawałku, podobnego do słynnego statku Tezeusza, który został odbudowany deska po desce, aż powstał nowy statek. Kawałek po kawałku badacze wprowadzali syntetyczne fragmenty DNA do naturalnej komórki drożdży, aż stała się czymś nowym.

Zespół jest obecnie w połowie drogi do zakończenia procesu konsolidacji, a dotychczas syntetyczna komórka drożdży przetrwała i rozmnaża się równie dobrze jak naturalne szczepy. Boeke przewiduje, że zakończenie projektu i jego opublikowanie zajmie rok, może dwa.

Boeke z niecierpliwością oczekuje na to, co przyniesie przyszłość. "Jest wiele różnych kierunków, w których ludzie w tej dziedzinie podążają, umożliwiając nową technologię, która pozwala napisać cokolwiek chcesz".

Źródło: https://themessenger.com/tech/fully-synthetic-yeast-cell-bioengineering-lab-make-eukaryote