Ученые выпустили руководство по созданию синтетического генома

Международный консорциум Sc2.0, завершивший создание первого в мире полностью синтетического генома эукариотического организма (пекарских дрожжей), опубликовал в журнале Nature Biotechnology подробный обзор полученного опыта. Эта работа призвана ускорить развитие синтетической биологии и создание организмов с заданными свойствами, от устойчивых к климату растений до клеточных фабрик.

Пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) — первый эукариотический организм с полностью синтезированным и переработанным геномом. Автор: ARC Center of Excellence for Synthetic Biology

Проект по созданию синтетического генома дрожжей (Sc2.0) длился более десяти лет и объединил более 200 исследователей. Ученые не просто редактировали существующий геном, а полностью переписали его с нуля, заменив все 16 хромосом на синтетические версии. В процессе они столкнулись с рядом непредвиденных проблем, которые и легли в основу нового руководства.

Например, встроенные для идентификации «водяные знаки» ДНК иногда нарушали работу генов, а некоторые гены, считавшиеся несущественными, при удалении серьезно замедляли рост клеток. Также возникли сложности с восстановлением митохондриального генома. Для решения этих задач команды разработали специальные инструменты отладки, такие как «Pooled PCRtag Mapping».

Полученные знания уже применяются в новых амбициозных проектах. Команда из Австралийского геномного фонда при Университете Маккуори приступила к созданию первой в мире синтетической хромосомы сельскохозяйственной культуры. Учитывая сложность работы с растениями, хромосомы сначала собирают внутри клеток дрожжей, а затем переносят в растительные клетки.

Как отмечает ведущий автор статьи доктор Пейдж Эрпф, этот проект дал беспрецедентное понимание функций генома, недостижимое при традиционных подходах. Следующим ключевым шагом станет объединение всех синтетических хромосом в одной клетке, что откроет новые горизонты в биологии, медицине и производстве продуктов питания.