從一開始就創建染色體可能聽起來像是科幻小說。但是科學家已經使它成為現實 – 並以雄心勃勃的努力使其起作用,研究人員為在烘烤和煮沸啤酒中發現的一般驚喜酵母創建了一個完整的合成染色體。真正的驚喜?仔細固定缺陷後,從實驗室中的染色體也可以像往常一樣生長,即使在壓力條件下,例如熱和養分。這種成功是2.0合成基因組酵母項目的一部分,該項目探討了自己創建的基因可以改變我們對生物學的理解並帶來強大的新技術。
麥格理大學的研究人員,包括Isak Pretorius教授,Ian Paulsen教授,Hugal Gold博士和Henrit Kroukamp博士,以及約翰·霍普金大學和愛丁巴拉大學的一支團隊。他們在自然通信中共享的結果解釋了它們如何創建和修復這種合成染色體,以幫助酵母像原始的那樣生長和行為。改進取決於同一項目的先前課程,並且與一種新方法有關,該方法很聰明,該方法可以自定義合成DNA的設計和效率。
根據逐步的性愛產生合成染色體,在不同的酵母菌中分別產生,並參與自然育種和DNA與人造染色體混合的DNA,這使酵母增長,尤其是在諸如高溫之類的困難條件下,或者在有科學家時,使用現代DNA工具來確定問題的合成rims。發現牛仔褲中負責將銅移入細胞的重要問題之一。控制該基因的方法的區域的變化擾亂了酵母生存的能力。另一個問題來自與細胞分裂有關的基因,該基因在正常手術中會改變。
恢復原始控制序列和某些助手的RNA分子的引入,這稱為RNA轉移,有助於解決生長問題。根據Pretorius教授的說法,“我們指定了由基因基因的新組合引起的重要錯誤。這些校正使酵母恢復健康,即使在具有挑戰性的條件下,也使其更加自然地壓力。
這些修改導致了寶貴的見解。許多問題遵循控制重要基因的區域附近的小型DNA標籤。該團隊以更清潔的開發方式做出了回應,稱為16版2.0,該區域的更新版本具有改善基因並減少添加的DNA標籤數量的問題。這些步驟有助於合成染色體更有效,並提供更可靠的模型來在其他生物體中創建人造染色體。
決心逐步進行。研究人員遵循了設計,測試和蒸餾的迴路。他們發現,儘管酵母可以承受遺傳材料的許多部分,尤其是該區域外部的區域以及幾乎沒有替代品的基因。請特別注意RNA,所有缺失的DNA圓圈的轉移,將酵母的健康轉移與重大的生長條件下,將酵母的健康分開。
現在,來自16種合成染色體的這些課程現在應用於更強的版本,為科學界創建真正活躍的人造染色體提供了一個很好的例子。這些發現可以幫助暗示染色體的設計,這不僅是。但是對於酵母而言,對於植物和動物而言,這比遺傳平衡更為必要,最終,這種更新的染色體設計強調了當今的遺傳工具可以做什麼,並且是創建複雜遺傳系統的有用計劃,該計劃穩定且為未來的創新準備。
參考期刊
Good HD,Kroukamp H.,ERPF PE,以及“重複的結構和設計 Synxvi 合成903 kb 釀酒酵母 染色體。 “自然交流,2025。doi: https://doi.org/10.1038/s41467-024-55318-3
關於作者
Isak Pretorius教授 是合成生物學和生物技術的領導者,該技術以其遺傳學,酵母和基因組工程的工作而聞名。位於澳大利亞的麥格理大學。他在世界類別設計和創建基因組基因組以及主要的合成基因組酵母項目的努力中扮演著重要角色。 Pretorius教授參與了行業和研究創建的遺傳工具的開發。他的領導力,基礎科學橋和應用創新,尤其是在葡萄酒生產,發酵和生物工程等各個領域。他還接受了新研究人員的諮詢並促進基因組項目的國際合作。

伊恩·保爾森教授 他是麥格理大學著名的微生物基因組專家,他專注於生物學系統,微生物科學的合成和環境應用。他的研究擴大了生物技術目標的生理研究,微生物,代謝網絡和微生物工程。 Paulsen教授是合成酵母項目的主要贊助商。 Paulsen帶來了由數據驅動的方法來理解和設計基因組。他的工作通常包括創建用於應對世界階級挑戰的計算和基因組。在跨學科研究中有很強的確定,他被接受以減少生物學,彙編和實驗科學之間的差距。

休·戈德博士 是一位高級科學家,因其在生物學,分子和基因組工程方面的專業知識而被接受。他參與了新南威爾士州工業部,並在酵母和其他微生物中廣泛合作,是設計和合成染色體良好體系的主要贊助商之一。 xvi。他的工作著重於提高合成生物的遺傳安全和性能。憑藉其應用黃金博士研究的基礎,通常將其轉化為廣泛參與工業和農業的工具和策略,包括可持續的生物學和生物技術安全。

海因里希·克魯坎普博士 這是他在構建合成基因組和手機工程的工作中的著名生物技術。它位於澳大利亞,與微生物原和麥格理大學有關。他參與了合成酵母菌發展的重要國際努力。 Kroukamp博士的專業知識正在壓力發展,提高了工程生物體生物瓶頸的發酵效率和解決。在合成基因組酵母項目中,他在良好的預算和合成DNA蒸餾的測試中起著重要作用,以確保具有強大的增長和效率。他的研究將分子設計與有用的結果聯繫起來,這有助於在各個領域的創新,例如工業發酵,生物替代和微生物的生理學。