МОСКВА, 14 сен - РИА Новости. Американские биологи создали дрожжевую культуру, клетки которой содержат как обычные, так и синтетические хромосомы - "дрожжи Франкенштейна" содержат "ключ" эволюции SCRaMbLE, который позволяет удалять или перемещать отдельные гены внутри этих хромосом и "конструировать" клетки-мутанты, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Группа ученых под руководством Джефа Боека (Jef Boeke) из университета Джона Гопкинса в городе Балтимор (США) полагает, что их исследование является лишь первым шагом на пути к появлению полностью "синтетических" дрожжей.
Это не первая попытка создать искусственный организм - в 2010 году биологи из Института Крэйга Вентера (Craig Venter) "вдохнули жизнь" в так называемую "синтию" - полный аналог бактерии Mycoplasma mycoides.
Боек и его коллеги удалили все "лишние" фрагменты из шестой и девятой хромосомы дрожжей - концевые элементы и мобильные элементы генома, составленные из так называемой "мусорной" ДНК. Кроме того, они присоединили к генам специальную генетическую последовательность - основу системы SCRaMbLE, которая позволяет "вырезать" ненужные участки или менять гены местами при помощи специального фермента - Cre-рекомбиназы. Ученые модифицировали ген рекомбиназы таким образом, чтобы она включалась только в случае, если в клетке появлялся эстроген - женский гормон.
Биологи собирали искусственные хромосомы в два этапа - сначала они подготовили полную последовательность нуклеотидов - букв ДНК, при помощи компьютерной программы, а потом собрали ее по частям при помощи бактерий и соединили их химическим путем.
Ученые "отредактировали" примерно 15% нуклеотидов в шестой хромосоме, и 20% - в девятой. Биологи пересадили полученные хромосомы в клетку грибка и вырастили несколько популяций "дрожжей Франкенштейна". Большая часть этих грибков погибла из-за дефектов в искусственных хромосомах, но некоторые линии дрожжей смогли выжить. Некоторые из них унаследовали только шестую хромосому, а другие - шестую и девятую хромосомы.
Ученые поместили эти микроорганизмы в питательную среду и вырастили несколько колоний грибков. Биологи сравнили экспрессию генов в геномах новых и диких дрожжей. Как правило, большинство генов в "дрожжах Франкенштейна" не отличались от аналогичных участков в "нормальном" геноме грибков. С другой стороны, гены, расположенные у края хромосом, были активнее своих обычных "коллег".
И наконец, исследователи ввели в клетки дрожжей некоторое количество эстрогена и проверили, как работает система SCRaMbLE. Оказалось, что после всплеска мутаций выжил лишь 1% популяции грибков, у которых были заменены обе хромосомы. Дрожжи с искусственной 6 хромосомой не пострадали, так как "помеченные" гены в этой хромосоме не являются критически важными.
Авторы работы полагают, что такие микроорганизмы и механизм SCRaMbLE могут использоваться как для изучения свойств отдельных генов, так и для выращивания новых сортов дрожжей с заданными свойствами.
