Биологи представили синтетический геном, полученный на компьютере
Компьютерный алгоритм позволил минимизировать размеры бактериальной ДНК и сделать еще один шаг на пути к созданию микробов с полностью искусственным геномом.
Ученых давно интересуют искусственные микроорганизмы, которые несли бы лишь минимум генов, необходимых для жизнедеятельности, а также гены для производства целевых веществ. Самые заметные работы в этом направлении сделал, конечно, Крэг Вентер (Craig Venter), который некоторое время назад получил «минимальный» бактериальный геном и успешно пересадил его в живую клетку. Однако и эта ДНК содержала целых 473 гена, включая 149, конкретное предназначение которых остается неизвестным.
Чтобы дополнительно «очистить» геном от всего лишнего, биологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) решили использовать сложные компьютерные алгоритмы. В качестве основы они выбрали последовательность ДНК бактерий Caulobacter crescentus, включающую больше 4000 генов, из которых жизненно необходимы около 680 — общей длиною порядка 785 тысяч нуклеотидов.
Новый алгоритм, представленный в статье, опубликованной в журнале PNAS, позволил избавиться от накопившихся в ДНК повторов и других избыточных участков. Это помогло сократить ее длину почти на 20% и сохранить всю функциональность, необходимую бактерии для выживания. Для этого компьютер провел замены более чем 130 тысяч нуклеотидов: фактически последовательность ДНК стала совершенно другой — более компактной — и при этом сохранила исходную функциональность.
Синтетический геном микроба, названного авторами Caulobacter ethensis-2.0, пока существует лишь в виде отдельных молекул и не проверялся — как это проделывал Крэг Вентер — в работе при внесении этой ДНК в живую клетку. Однако отдельные элементы своего искусственного генома авторы все-таки испытали. С помощью генной инженерии они заменяли отдельные гены бактерий Caulobacter crescentus на новые, синтетические, и подтвердили, что практически все они полностью сохраняют функциональность и позволяют микробам жить и размножаться.
Теперь швейцарские биологи планируют перейти к третьей версии Caulobacter ethensis, получив целиком функциональный «минимальный» синтетический геном и начав размножение живых клеток. Рано или поздно такие работы наверняка увенчаются получением идеальных для промышленности штаммов — не содержащих ничего лишнего, не способных нанести ущерб, но лишь эффективно производящих нужные нам вещества.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии