Специальная программа ускорит создание искусственного генома человека  

Специальная программа ускорит создание искусственного генома человека

Специальная программа ускорит создание искусственного генома человека

В научном журнале Science на днях появился доклад о проекте синтетические дрожжи 2.0. В документе описывается прорывная технология: программа BioStudio, которая ускорит процесс создания искуственных ДНК простых и сложных организмов.

Специальная программа ускорит создание искусственного генома человека

Благодаря ей генетик Джеф Боэке, который возглавляет институт генетики в университете Нью-Йорка, вместе со своей командой сумел взять геном обычных дрожжей и изменять его с такой же легкостью, как мы изменяем документ на компьютере: программа позволяет вставлять и удалять части, даже нечто похожее на функцию «отменить действие» — все манипуляции записываются в журнал, чтобы потом можно было проверить, где была ошибка.

Когда Боэке только начинал создавать синтетические хромосомы, ему приходилось записывать ДНК в обычном документе Microsoft Word. Ему нужно было слегка изменить девятую хромосому дрожжей. Если сильно упрощать, то речь идет о коде из приблизительно 90000 знаков, расположенных в определенном порядке. В конце концов, у него получилось: Боэке и его команда создали несколько хромосом по его коду и в 2011 году внедрили их в клетку обычных дрожжей. И она продолжила нормально функционировать.

Однако для того, чтобы создать первый полностью синтетический живой организм, нужно было написать геном длинной в 12 миллионов символов. Понимая всю тяжесть этой задачи, Боэке обратился к кандидату наук университета Джона Хопкинса, а также к коллеге из соседней лаборатории Джоэлу Байдеру. Вместе они начали разрабатывать то, что станет BioStudio.

Специальная программа ускорит создание искусственного генома человека

По сути, это программа по обработке ДНК, обернутая в интерфейс Gbrowse. Разработка заняла несколько лет. В итоге, при помощи BioStudio команда Боэке создала геном под названием Sc2.0 от научного названия дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Sc2.0 где-то на 8% короче оригинального генома, в него было внесено около 1.1 миллиона изменений.

Специальная программа ускорит создание искусственного генома человека

Геном дрожжей

Как объясняет Лесли Митчелл — сотрудник Боэке — благодаря BioStudio они смогли относительно легко производить изменения, которые оказывали эффект на всю ДНК. Например, они избавились от некоторых повторяющихся сегментов или от транспозонов, которые делают геном более склонным к мутациям. А еще ученые сумели добавить в синтетические элементы ДНК «водяные знаки», которые позволяют отличить их от натуральных.


По словам Митчелл, у исследователей уходил час времени на каждые 100 тыс знаков ДНК. Вся 5-я хромосома, состоящая где-то из 500 тыс знаков, заняла 5 часов. При этом, Боэке отмечает, что без ошибок в дизайне генома не обходится — их находят где-то по одной на каждые 300 тысяч знаков.


Планируется, что проект - то есть создание всех 16 хромосом ДНК дрожжей искусственно - будет завершен к концу 2017 года. Дальше их всех надо будет поместить внутрь одной клетки и узнать, будет ли организм функционировать.

Первый полностью искусственный геном создали в институте Крейга Вентера в 2010 году. В нем был один миллион знаков, или 1Мб. Если все получится у Джеффа Боэке, то он создаст искусственную ДНК размером в 12Мб - это огромный шаг в перед. Конечно, речь пока идет лишь о простейших организмах, в ДНК человека 3Гб данных. Однако программы, подобные BiosStudio, могут серьезно ускорить процесс и приблизить к нас к возможности действительно создать искусственные живые формы.

Источник

0 комментариев
Войдите, чтобы оставить комментарий. Простая в два клика.
Пока никто не оставил комментариев к этой статье. Вы можете стать первым!