Учёные встроили в дрожжи редактор генома

Проект по созданию полностью искусственного генома дрожжей получил название Synthetic Yeast 2.0. На снимке — дрожжевые клетки, ниже — символическая цель исследователей (иллюстрация Johns Hopkins University).

Биологи внедрили в клетки дрожжей полусинтетические хромосомы. Такой опыт впервые проведён с эукариотами. Причём новый фрагмент кода включает в себя «редактор», позволяющий впоследствии корректировать набор генов прямо в организме.

Генетики из медицинской школы университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins School of Medicine) заменили два сегмента в двух из 16 хромосом дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

Внесённые отличия в сумме затронули (по числу пар оснований) порядка 1% от всего генома данного организма, или по 17% в двух перекроенных сегментах.

Причём новые плечи хромосом и их составные части не были заимствованы у другой клетки или перетасованы и скорректированы различными ферментами (как было бы в случае привычной генной инженерии). Сначала новый код был спроектирован на компьютере, а затем полностью синтезирован в колбах из химических строительных блоков, рассказывает New Scientist.

Изменённые фрагменты, дизайн которых отталкивался от аналогичных участков генома дрожжей, отличаются от исходных образцов отсутствием ряда генетических последовательностей, которые могли бы дестабилизировать наследственный код («мусорная» ДНК), фрагментами-маркерами, позволяющими отличить синтетический сегмент от природного, а ещё — встроенной системой перестановки кусочков кода.

По информации Nature, этот своего рода редактор включает участки, связывающие специфический фермент, который при активации удаляет или заменяет гены.

Получившие полусинтетические хромосомы клетки нормально развивались, демонстрируя правильную экспрессию генов. А при активации редактирующего фермента учёные получили несколько новых мутантных штаммов, различающихся между собой темпами роста, чувствительностью к лекарственным препаратам и колебаниям температуры, использованием источников углерода и реакцией на стресс.

Конечная цель проекта — дрожжи с геномом, содержащим намного большую синтезированную долю, вплоть до 100%, подобно тому, как это уже было сделано с бактерией.

Такие микроорганизмы (не просто с генетически модифицированным, но с полностью искусственным кодом) затем можно было бы использовать в опытах по произвольному и очень быстрому редактированию наследственности. А эти работы, в свою очередь, способны пролить свет на особенности эволюции и видообразования в живом мире.

(Детали нынешнего достижения можно найти в статье в Nature.)



Химики показали путь к неорганической жизни

13 сентября 2011

Найдено эффективное решение в борьбе с вирусами

13 сентября 2011

Генетики испытали защиту от ВИЧ на светящихся кошках

12 сентября 2011

Генетики убили раковые клетки заменой программы

5 сентября 2011

Учёные впервые внедрили животному искусственный код

17 августа 2011
  • Виктор Бутрий  15 сентября, 16:11
    Ждём, когда у человека реализуют силой мысли редактировать собственный геном? ;)

    PS. @Леонид, не подскажите почему у меня который месяц уже при нажатии на «Нравится» выскакивает окно «Вы не можете больше больше голосовать (сегодня)». Не голосовал уже давным давно. Я что, выбрал свой лимит на год вперёд, или чем-то провинился и у меня возможность голосовать вообще отняли? ;)

    ОтветитьНравится
  • Сергей Скалба  15 сентября, 20:17
    Боже мой, что теперь станет с пивом?
    Кроме того, нанося увечья генетической основе всего живого, мы рубим сук на котором сидим.
    Нельзя этого делать, пока не будет создан искусственный носитель сознания. Вот получим его, тогда рубите.
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  15 сентября, 23:12
    Который уж месяц? Не знаю. Может какой-то сбой. Я передам нашим техникам.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Бутрий  16 сентября, 04:09
    Нашел предыдущее своё сетование 20 июля. Два месяца значит не работает уже у меня. Думал может в моём браузере что-нибудь глюкануло, но пробовал с разных компьютеров. Не видел что-бы ещё кто-то жаловался. Поэтому решил может что с экаунтом моим стряслось... Соберусь как нибудь firebug-ом потестирую, а то даже не знаю как и что срабатывает при голосовании...
    ОтветитьНравится
  • Виктор Бутрий  16 сентября, 04:11
    Одно другому не мешает. Суков много — на всех хватит, и ещё останется. ;)
    ОтветитьНравится
  • Виктор Меер  16 сентября, 07:16
    ой ой ой, что происходит, ничтожные человечишки опять оскверняют мать природу и отбирают у господа бога его законное право творца, РПЦ не одобряе, ученых втопку.
    А если как есть, то такие как ты всегда поливают НТР грязью, а потом пользуются его достижениями, особенно когда сдает здоровье и приходит понимание, что без современной медицины скоро загнешься. Данное открытие является прорывом в генетике, в дальнейшем с помощью подобных механизмов будет положен конец всем человеческим болячкам и старению. А в первую очередь эта технология поможет тем кто страдает врожденными генетическими заболеваниями.
    ОтветитьНравится
  • Сергей Скалба  16 сентября, 07:46
    Слово Бог, пишется с большой буквы; врожденные генетические заболевания — хотите подправить ошибки Бога? А этот ваш прорыв — черная дыра генетики, откуда возврата уже не будет —
    — потому что прогресс не остановить. К счастью, генетика — не единственное его направление.

    Вы посмотрите, что пишут умные люди, Виктор Меер, например. А даже как-то неловко с вами.

    ОтветитьНравится
  • Сергей Скалба  16 сентября, 07:48
    Спасибо, хоть чего-то у нас достаточно.
    ОтветитьНравится
  • Максим Селиванов  16 сентября, 11:27
    «Слово Бог, пишется с большой буквы; врожденные генетические заболевания — хотите подправить ошибки Бога?»
    Доставило.
    бог.. бог.. бог.. Три раза с маленькой написал, теперь мне пипец )). Может все же не ошибки бога, а эволюции? Вам бы хоть чуть про биологию почитать чтоли.
    ОтветитьНравится
  • Сергей Шляхтов  16 сентября, 17:37
    Это правила русского языка (кстати, не всегда с большой). Вы специально правила нарушаете? Желаете может и физические законы нарушить?
    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  16 сентября, 18:48
    вас просто выписали из клуба голосования. Хватит уже — всю базу данных зас...засорили.
    ОтветитьНравится
  • Александр Амелькин  16 сентября, 18:53
    Покажите мне это правило, пожалуйста. Если вам не сложно. А то некоторые вообще считают, что слово бог надо писать через дефис и без буквы «о» (а то, типа, Он обидится). :)
    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  16 сентября, 19:09
    кстати, а откуда вообще это слово произошло? Бог...три буквы. Может это аббревиатура ? на инглише тоже три.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Бутрий  16 сентября, 19:11
    Разные умные люди пишут подчас прямо противоположные вещи. Иногда потому что один из них умён не в той области, о которой они (в контексе) пишут, а иногда потому кто-то из них (или даже оба) ошибается/заблуждается. По последней причине авторитеты нужны чтобы у них учиться, а не бездумно зубрить их цитаты.

    PS. Бог в зависимости от контектса пишется и с большой, и с маленькой буквы. Например, Зевс был главным богом (после того как отца «подвинул»), но не был Богом. Выше в контексте, конечно, правильно было бы с прописаной оба слова писать, но у автора проблемы с шифтом. У него и первое предложение со строчной буквы, и после «ой ой ой» вослицательный знак не смог поставить. Мало кто сходу без хинтов сможет восклицательный знак без шифта поставить.

    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  16 сентября, 19:20
    Народ считает бога некой сущностью. И никто не знает как его на самом деле зовут. Поэтому бог — это и описание этой сущности и одновременно его имя. Поэтому неважно как его напишут с большой или с маленькой — все будет правильно.
    Тоже самое как писать слово Ваш и ваш. Все будет правильно.
    Вы бы лучше столько же энергии тратили на другие полезные открытия, нежели на соревнования в правильности русского языка.
    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  16 сентября, 19:21
    язык придумали, чтобы на нем говорить, а не чесать его правилами свое ЧСВ.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Бутрий  17 сентября, 05:21
    В разных религиях всё по разному. Где-то это один единственный бог, а где-то куча, а где-то и вовсе ни одного. И по поводу незнания как его зовут, это, на сколько помню, особенность авраамических религий. В других все имена бога и богов могут быть известны, и их аватаров (если таковые имеются) — тоже.

    PS. «Совревнование в правильности русского языка» — это не соревнование, а скорее тренировка по оттачиванию слога. Для полезного дела — пишу пару статей про эсперимент по эволюции. К сожалению, публицистика идёт тяжело. Лет десять назад таких проблем не замечал — такие статьи за один присест писал. :( Приходится мириться с обстоятельствами и искать методы решения возникающих проблем. :)

    ОтветитьНравится
  • Алексей Заикин  18 сентября, 22:19
    «Вы» тоже принято с большой буквы писать...
    Лучше скажите, с чего это Бог брак выпускает?
    ОтветитьНравится
  • Сергей Скалба  18 сентября, 23:30
    Вы правы, это я сгоряча, но виноват старик Фрейд .
    А насчет брака — так что б мы не комплексовали. Т.е. заботится Он, о нас грешных.
    ОтветитьНравится
  • Владимир Мазевич  20 сентября, 12:35
    А Вам с какой точки зрения рассказать? Христианской, мусульманской, иудейской? С буддистской не получится — буддизм по сути — религиозный атеизм.
    ОтветитьНравится
  • Юрий Федоренко  13 декабря, 01:29
    Очень интересно, статьи написали уже? хотелось бы почитать, так как тоже интересуюсь моделированием эволюции, дайте ссылочку, если можно
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  13 декабря, 01:36
    Ольга Фокина 16 сентября, 19:20
    Народ считает бога некой сущностью. И никто не знает как его на самом деле зовут. Поэтому бог — это и описание этой сущности и одновременно его имя.

    Есть вариант что бог это рекурсивная сущность. Он создал людей — люди создали его — он создал людей......

    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  13 декабря, 09:40
    у рекурсии всегда есть начало. а тут как курица с яйцом...восьмерка.
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  13 декабря, 13:42
    Эээ... Ольга, начало рекурсии может лежать вне нашего родимого пространства-времени. Тогда существует только бесконечный цикл... Для нас. И может даже для бога нашего...
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  13 декабря, 13:43
    И кстать замечу что у курицы с яйцом должно было быть какое-то начало. При этом оно может лежать очень далеко от курицы с яйцом...
    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  13 декабря, 13:54
    не могёт того быть...знаете сколько я рекурсивных функций написала??? Они все в одной системе :-)
    class cl_hello {
    ...
    function rec_hello () {
    echo ’hello foolish men’;
    $this->rec_hello ();
    }
    }
    $cl_object = new cl_hello();
    $cl_object->rec_hello (); //ТОЧКА ВХОДА
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  13 декабря, 13:58
    А тык и та в одной системе... Тока наша система урезаная... :))
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  13 декабря, 13:59
    Если сравнить с той что начало содержит... :))) Рекурсии...
    ОтветитьНравится
  • Георгий Ратушный  15 сентября, 20:56
    с моей точки зрения это событие — как первые персональные компьютеры.
    еще дешевле, еще доступней, еще надежней.
    Есть вера в то, что простое редактирования генома удешевит генетику до уровня сегодняшнего программирования))
    ОтветитьНравится
  • Виктор Меер  16 сентября, 07:33
    Конечно так оно и будет, надо только подождать лет 5-10. Если сравнивать эту технологию с программированием то можно вспомнить тот момент когда, программы вводились заменой плат, т.е. аппаратной части.
    ОтветитьНравится
  • Михаил Зиньков  16 сентября, 15:15
    Действительно генетика напоминает программирование. Сейчас мы ковыряемся в загрузочном (машинном) коде неизвестной программы для неизвестного процессора. Описываемое в статье событие, это ручная кодировка нового загрузчика в неизвестной программе. Далее пойдет череда экспериментов с легко модифицируемой неизвестной программой. Потом станут понятны коды и назначение команд процессора, назначения всех подпрограмм (генов). Потом потребуется ассемблер для более быстрого написания новых подпрограмм и программ. А затем С (си) и Паскаль. Начем конструировать такое, что никакому Богу (ни с малой ни с большой буквы) и не снилось. Сами себя сделаем какими захотим. Главное не допустить хакеров и вирусописателей к этим инструментам и все будет ок. Конечно опасность самоистребления увеличится, но разум всетаки должен же наверное не допустить такое?
    ОтветитьНравится
  • Александр Амелькин  16 сентября, 18:55
    А потом пойдёт ООП, GUI, rapid development и индийский код. И хана всему живому. :)
    ОтветитьНравится
  • Александр Амелькин  16 сентября, 18:57
    Каждая амёба будет состоять из миллиардов ничего не делающих полезного клеток. Просто потому, что так её будет проще создавать в каком-нибудь Microsoft Visual Amoeba#.
    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  16 сентября, 19:14
    скорее черный ящик. У нас была такая контрольная в универе. Ставят пере тобой черный ящик. Можно подавать на вход слабые электрические импульсы, и смотреть что получается на выходе. По входным и выходным параметрам нужно было вычислить алгоритм, что внутри этой штуковины. В генетике, думаю, тоже самое.
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  17 сентября, 19:38
    Что вы такое несете? Там нет и близко никаких ОС и никто в жизни еще не видел генетических программ.
    ОтветитьНравится
  • Илья Казённых  16 сентября, 15:29
    Если генетическое программирование будет такое же лёгкое, то бедное человечество...
    ОтветитьНравится
  • Михаил Зиньков  16 сентября, 15:57
    Согласен с Вами, но есть надежда, что до того времени Микрософт не дотянет ...
    ОтветитьНравится
  • Михаил Зиньков  16 сентября, 16:05
    А прикольно, когда люди будут в светских беседах спрашивать друг друга:
    — А ты обновил свою генетическую систему на новую версию «Windows 2112»?
    — Нет, пока она проходит бета тестирование не буду. Говорят в ней драйвер эррекции иногда пдвисает ...
    ОтветитьНравится
  • Александр Амелькин  16 сентября, 18:58
    Это ещё хорошо, если драйвер эрекции подвисает! А вот если , к примеру, сердце коредампится или вообще мозг в панику уходит и стэк бэктрейс печатает — вот тогда плохо дело.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Бутрий  16 сентября, 19:22
    Так это и сейчас так есть. И болезни, и куча неиспользуемого кода в геноме человека. Воистину, наш мир создан студентом-недоучкой, который все лекции проспал, а чтобы сдать дипломную работу, прочитал мануал «Как создать мир за 6 дней. Руководство для чайников»,
    ОтветитьНравится
  • Владимир Мазевич  19 сентября, 13:55
    *** И болезни, и куча неиспользуемого кода в геноме человека.

    Болезни — это результата накопления аномалий.

    А вот интроны — это тайна. Зачем они нужны, можно будет ответить только после того, как они будут полностью расшифрованы.

    ОтветитьНравится
  • Виктор Бутрий  19 сентября, 18:58
    По памяти: «Мир здоровый болен своим здоровьем, мир больной — здоров поиском других видов здоровья». © В. Леви.

    Аномалии... Нет ни одной нормы, что ранее не была бы аномалией. Если конечно, Вы не придерживаетей некоей теории, что изначально все организмы были идеальными, но впоследствии из-за своих грехов были наказаны.

    Болезни тоже бывают разные. Инфекционные болезни язык не поворачивается назвать результатом накопления аномалий. Скорее наоборот, организм не накопил достаточное количество аномалий, которые могли бы помочь справиться с этими паразитами, или помешать приспособиться им же к организму хозяина.

    Интроны могут быть и «не расшифрованы», если у них нет никакой роли, а это просто какой-то побочный эффект. В своё время для меня были загадкой «мусорные днк». Читал, возможные предположени об их роли. В частности, что таким образом геном может снижать вероятность повреждения генов. Но не мог понять механизм, каким образом это происходило. А тут запускал проект по моделированию эволюции, и обнаружил, что это, можно сказать, один их базовых принципов. Начинает работать в том случае, если для геномного кода имеется некий синтакисис. Естественно, при не чрезмерно высокой стоимости подобных вставок. Самое интересное, что я специально эту возможность туда не закладывал. Эволюция сама нашла как в коде сделать недействующие участки, содержание которых никак не влияет на жизнеспособность виртуального организма. На это у неё уходило несколько тысяч поколений. Но больший востор у меня вызвала находчивость эволюции, когда я решил закрыть ей эту фичу, чтобы она не халтурила. Так вот, она обнаружила дыру (или точнее, недокументированную особенность) в библиотеке вычисления расстояния Левенштейна, и стала эксплуатировать её для той же цели.

    В общем, в отношении эволюции правильнее было бы задавать вопрос «как возникло» то или иное новшество, а затем уже «как эволюция его приспособила».

    ОтветитьНравится
  • Владимир Мазевич  20 сентября, 12:31
    *** Интроны могут быть и «не расшифрованы», если у них нет никакой роли, а это просто какой-то побочный эффект.

    Судя по тому, что я о них читал — расшифрованные фрагменты сходны с ДНК других КЛАССОВ. Поэтому один из эмбриологов после этого воскликнул, что мы знаем о развитии все, кроме одного — почему из куриного яйца не вылупляются крокодилы.

    ОтветитьНравится
  • Юрий Федоренко  22 мая, 13:00
    Скажите, пожалуйста, Виктор, а Вы статьи по моделированию эволюции написали уже? хотелось бы почитать, очень увлекли Ваши эксперименты, дайте ссылочку, если можно
    ОтветитьНравится
  • Роман Кириенко  17 сентября, 19:14
    «А эти работы, в свою очередь, способны пролить свет на особенности эволюции и видообразования в живом мире.» — довольно сухая официальная формулировочка)) Скорее это позволит кроить геном по своему усмотрению, создавая любые новые виды с абсолютно любыми ожидаемыми параметрами... Собственно это большое искушение, к реализации которого генетика шла с момента своего появления на свет) Опять же краеугольным камнем станет этика, но это ещё не самое главное. Если проводить аналогию с компьютером (кстати изготовление полностью синтетической ДНК никогда не будет соотносима по стоимости с программой, это сложная химия и она никогда не будет «дешёвой»), но со временем в любом случае появятся безнравственные люди, вносящие свои корректировки в ход экспериментов. Хакеры нового порядка, лазутчики, правдами и неправдами несущие в работу лабораторий своих червей, взламывая компьютерные сети. Результатом будут уроды, рождённые злым человеческим гением, с которыми честно говоря вообще непонятно что делать... Технология будет взята на вооружение военных ведомств, фармакологии, сельское хозяйство и первые результаты по массовому использованию вряд ли будут приемлемыми, особенно когда её будут использовать дилетанты, а они будут:(
    ОтветитьНравится
  • Владимир Мазевич  20 сентября, 13:07
    И вот еще — о «непатологических» хромосомных аномалиях (в данном случае — о полиплоидности растений).

    elementy.ru/news/431669

    Основной смысл — полиплоидность все-таки — патология, снижающая жизнеспособность и возможность размножения.

    ОтветитьНравится