イースト2.0

科学者たちは、人間、植物、菌類を含む生命界の最初の人工染色体である酵母染色体全体を合成しました。人工染色体を持つ酵母は、天然の酵母と同じように幸せであるように見えた、とチームは報告しています。デザイナーのゲノム構造を作成するために開発された方法は、合成生物学者がバイオ燃料や薬物などの化学物質の生物学的工場として単細胞真菌をよりよく使用するのに役立つ可能性があります。

娘細胞から出芽する酵母細胞の走査型電子写真画像。

人間は何千年もの間酵母を操作してきました。最初に野生の菌株を、ビールとパンを与える生命を確認する発酵槽に変えました。酵母はまた、分子生物学と遺伝学を研究するための実験生物でもあります。実際、癌の遺伝学について私たちが知っていることの多くは、真菌の友人に関する研究から来ています。近年、科学者たちは、酵母への新しい生化学的経路を設計し、医薬品やバイオ燃料などの生きた工場を作る方法を考え出しました（微生物はマラリア薬を大量生産でき、バイオ燃料プラントはブラジルにオープンしますを参照）。最初の人工のデザイナー酵母染色体の報告は、研究者が微生物で新しい化学物質を生産する方法、または潜在的にそれらの生物学的生産をより効率的にする方法を示唆しています。

6年前、J。CraigVenter Instituteは、細菌の完全なゲノムを含む最初の人工染色体を構築しました（ゼロからのゲノムの合成を参照）。 2年後、その582,970塩基対の人工ゲノムが細胞に移植され、その指示が正常に実行され始めました（Synthetic Genome Reboots Cellを参照）。

最初の合成酵母染色体、 で報告された 化学 木曜日に は、その生物の完全なゲノムのほんの一部を表し、272,871塩基対の長さです。ジョンズホプキンス大学主導のチームは、最初にコンピューター上で染色体を設計し、自然の染色体配列を合理化して、反復配列やその他の調整を少なくしました。と呼ばれるクラスの学部生 Build-A-Genome ジョンズホプキンスでは、分子生物学のトリックを使用して、約70ヌクレオチド（A、T、G、C）のDNAスニペットを750塩基対のブロックにつなぎ合わせました。その後、他の研究者はそれらのブロックを染色体のより長いストレッチに組み立て続け、最終的に最大のチャンクが酵母細胞に運ばれ、最後の組み立てステップを引き継いで人工染色体全体が作成されました。

人工染色体は、酵母の16番染色体のうちの1つだけのデザイナーバージョンであり、その中で最小のものです。しかし、この研究は合成生物学にとって重要な前進であり、完全に合成された酵母ゲノムを構築するための国際的な取り組みにおける画期的な出来事です。 プロジェクトSc2.0 （パン酵母の学名から、 Saccharomyces cerevisiae ）。

デザイナーの染色体のコードからいくつかの不要な配列を削除することに加えて、研究者たちはまた、オンデマンドの突然変異を作成するために使用できるタンパク質の着陸部位として機能するDNAの小さなビットで染色体上の多くの遺伝子を隣接させました。これらの設計者の変更により、研究者は、酵母ゲノムが一度に許容できる突然変異の数をテストし、より広い範囲の条件で生き残ることができる、またはおそらくより良い工場になる可能性のある有益な突然変異を発見できる可能性があると述べています燃料や薬のような有用な分子。すでに、研究者たちは、デザイナーサイトを使用して酵母に突然変異を誘発すると、成長が遅い細胞もあれば、成長が速い細胞もあることを示しています。

主任研究員 ジェフ・ボーケは言う ザ・ヴァージ チームは、16番染色体すべてにこれらの突然変異に対応した追加を作成することを計画しています。その変動性の泉は、発酵している友人にバイオ燃料や他の化学物質をより効率的に作り出す方法を見つけるための鍵となる可能性があります。

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