Ученые впервые создали стабильный полусинтетический организм

Ученые впервые создали стабильный полусинтетический организм

Международной группе ученых удалось создать стабильный полусинтетический одноклеточный организм, генетический код которого содержит дополнительную пару оснований, не встречающихся в природе. Результаты работы опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Генетическая информация всех живых организмов закодирована в ДНК, состоящей из четырех оснований («букв генетического кода»), формирующих две естественных пары: аденин-тимин (А—Т) и гуанин-цитозин (Г—Ц). Такими парами они соединяются при синтезе двухцепочечной спирали ДНК. Введение в генетический код двух дополнительных синтетических оснований, формирующих третью, неестественную пару (НПО), теоретически могло бы повысить информационную емкость ДНК. Организмы, содержащие такую ДНК, называются полусинтетическими (ПСО).

После этого исследователи снабдили кишечную палочку (Escherichia coli) взятым у диатомовой водоросли Phaeodactylum tricornutum мембранным транспортером нуклеотидтрифосфатов PtNTT2, который способен доставлять в клетку из окружающей среды синтетические основания в форме трифосфатов (dNaMTP и d5SICSTP). При культивировании на питательной среде, содержащей эти вещества, такие бактерии встроили единственную НПО в одну из плазмид (цитоплазматический фрагмент ДНК, несущий у прокариот дополнительную к основной генетическую информацию) и смогли воспроизводить (реплицировать) ее при делении клетки. Это стало важным подтверждением концепции, однако такие ПСО очень плохо размножались и быстро теряли НПО в последующих поколениях.

В нынешней публикации тот же научный коллектив при участии сотрудников Университета Гренобль-Альпы и Хэнаньского педагогического университета описывает усовершенствованную методику, позволившую создать стабильный ПСО. Во-первых, ученые модифицировали транспортер PtNTT2, работа которого негативно отражалась на жизнеспособности бактерии. Удаление из него фрагмента из 65 аминокислот снизило токсичность, не сказавшись на функциях. Во-вторых, химической модификации подвергли d5SICS. Получившееся основание dTPT3, формирует НПО dNaM—dTPT3, которая значительно лучше сохраняется при репликации.

Оптимизированные таким способом ПСО демонстрировали стабильный рост на среде, непрерывно поглощали из нее синтетические основания и оказались способны сохранять НПО практически в любых последовательностях. В ходе наблюдения исследователи не зарегистрировали утраты НПО после 60 делений клетки, что позволяет говорить о создании стабильного полусинтетического организма с геномом, состоящим из трех пар оснований.

Практические применения полученного ПСО в настоящее время отсутствуют — ученые лишь добились сохранности дополнительной генетической информации в череде поколений. На следующем этапе работы они планируют найти способ транскрипции синтетических «букв» генома на РНК, служащую матрицей для синтеза белка.

Ранее научному коллективу под руководством Крейга Вентера удалось создать организм с минимальным возможным геномом, который был получен полностью синтетическим путем. Основой для него стал геном бактерии Mycoplasma mycoides. Его ДНК, синтезированная искусственно, не содержала НПО. Целью эксперимента было создать максимально предсказуемый и эффективный для синтетической биологии организм, которому можно произвольно добавлять новые функции, вводя в геном дополнительные гены.

Олег Лищук

N+1

Похожие новости:
Ученые открыли благотворные вирусы
Ученые микробиологи  из университета San Diego State University установили, что слизистые оболочки животных могут привлекать симбиотические бактериофаги. Как выяснили ученые, изучив свойства некоторых вирусов, они способны убивать опасные бактерии и защищать организм от патогенных бактерий.Бактериофаги также способны ..
2013-05-23 2074 0 Разное, интересное
0
Впервые создан гибрид свиньи и человека
Биологи из США, Испании и Японии создали химеры — гибриды свиньи и человека. Соответствующее исследование впервые опубликовано в журнале Cell, кратко о нем сообщает Nature News.Гибриды получались следующим образом. Ученые в более 1,4 тысячи свиных зародышей вводили один из трех ..
2017-01-29 8239 0 Разное, интересное
-1
Бессмертная медуза
Учёные обнаружили организм, решивший для себя проблему вечной молодости. В океане найдено бессмертное существо: им оказалась крошечная (не более 5 миллиметров в диаметре) медуза Turritopsis nutricula. Похоже, она единственная из всех организмов на нашей планете умеет самостоятельно запускать механизмы ..
2014-04-10 4219 0 Разное, интересное
3
Ученые создали сферического робота
Испанские ученые сконструировали робота, имеющего сферическую форму, который способен передвигаться по неровной поверхности с целью мониторинга различных видов агротехники. Вместо того чтобы полагаться на колесных роботов, которые могут застрять, или роботов с ногами, которые могут просто ..
2013-06-25 1608 0 Разное, интересное
0
Проанализировано влияние наночастиц на человеческую ДНК
Ученые из Гарварда и Массачусетского технологического института (МИТ) проанализировали влияние наночастиц, используемых в пищевой и косметической промышленностях, на ДНК человека. Работа группы финансировалась Национальным институтом здравоохранения США. Свои исследование авторы опубликовали в журнале ACS Nano, а популярное изложение доступно ..
2014-04-11 1512 0 Разное, интересное
0
ДНК вымершего животного разместили в живом организме
Австралийские биологи совместно с коллегами из США внедрили гены вымершего сумчатого волка в организм мыши и впервые в мире смогли понаблюдать за реакциями, которые вызывает ДНК вымершего вида в живом организме. "Это первый случай, когда ДНК от вымершего вида была использована для того, ..
2012-10-21 2042 0 Разное, интересное
0
Ученые: хронической усталостью можно заразиться
Хроническая усталость стала настоящим бичом в современном обществе. Установить природу этой болезни ученым пока не удалось, но в настоящее время жертвами хронической усталости являются свыше 17 миллионов пациентов по всему миру. Американскими учеными после анализа итогов ..
2012-11-9 1662 0 Разное, интересное
0
Чувство голода существенно продлевает жизнь
Воздержание в еде продлевает жизнь, считают исследователи из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета (США). В своей новой работе они предложили способ продления жизни, не подразумевающий соблюдения строгих диет. Ученые создали генетически модифицированных мышей, у которых самцы жили на 30, а самки ..
2012-10-18 2149 0 Разное, интересное
0
Ученые создали робота-плавца
Есть много различных видов человекоподобных роботов, но этого робота создали исключительно для купания. SWUMANIOD (бассейн + HUMANOID) был создан исследователями Motomu Nakashima и Chung Changhyun из Токийского технологического института. Робот был сделан, чтобы воспроизвести движение пловцов при измерении сопротивления ..
2012-06-14 1865 0 Разное, интересное
0
Астробиологи изучили влияние океанов на внеземную жизнь
Британские ученые изучили роль океанов в поддержании благоприятных условий для возможной жизни на далеких планетах. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Astrobiology, кратко с его содержанием можно ознакомиться на сайте Университета Восточной Англии. Ученые показали важную роль ..
2014-07-22 1653 0 Разное, интересное
0
Ученые Китая расшифровали музыку мозга
Китайские ученые расслышали музыку мозга. Об этом пишет журнал Time. Специалисты использовали несколько методов - энцефалографию и магнитно-резонансную томографию. А потом вместе с комиссией из десяти музыкантов записали услышанное нотами. Получилось нечто вроде джаза. Правда, исследование кропотливое, ..
2012-11-20 1457 0 Разное, интересное
0
Ученые создают организмы для преобразования Марса
Агентство перспективных оборонно научно-исследовательских разработкок США DARPA занялалось созданием генетически модифицированных организмов, которые будут использоваться для терраформирования Марса. Организмы должны сделать Красную планету более пригодной для жизни и похожей на Землю, сообщаетCBS. По данным источника, в DARPA ..
2015-06-29 3319 0 Разное, интересное
0
В России создали самый мощный лазер в мире
Физики-ядерщики из Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики создали самую мощную в мире лазерную установку УФЛ-2М. Новое оборудование будет иметь несколько назначений, одно из которых — военное.В полную силу установку планируют испытать в конце 2017 года, ..
2016-06-10 1881 0 Разное, интересное
0
Биологи описали происходящее в мозгу самок до и во время совокупления
До сих пор ученые плохо представляют себе, какие процессы запускаются в мозге при выборе сексуального партнера, и насколько сильно они различаются у женщин и мужчин. На людях эти процессы изучать сложно, однако организм мух-дрозофил может скрывать в себе базовые механизмы, работающие и на более ..
2014-07-03 1896 0 Разное, интересное
-1
Ученые создали рыбу-мутанта с кожей 70 цветов
Ученые создали генетически модифицированную рыбу данио-рерио, кожа которой окрашена во все цвета радуги — и еще 63 цвета. Такое разнообразие поможет биологам отслеживать развитие, движение и регенерацию отдельных клеток в организме. О необычном животном сообщается в журнале Developmental Cell.Многоцветную рыбку ..
2016-03-22 1444 0 Разное, интересное
1