Полностью искусственную хромосому вставили в дрожжи

Джеф Буке из университета Нью-Йорка (США) и его коллеги впервые создали и успешно вставили полноценную искусственную хромосому в клетку дрожжей. Это открывает дорогу для крупномасштабных «переделок» генома.

Когда вы меняете геном, вы, по сути, играете в рулетку. Одно неправильное изменение убьёт клетку. Мы совершили около 50 тысяч модификаций в коде синтетической хромосомы, и наши дрожжи до сих пор здоровы и живы. Это поразительно.

– Джеф Буке

Авторы исследования трудятся над созданием полностью синтетического генома пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) почти седьмой год.

В 2011 году они получили «дрожжи Франкенштейна» – особая культура грибков. В их геном  был встроен специальный механизм, при помощи которого можно было случайным образом «перемешивать» и удалять гены.

Используя имеющиеся данные, ученые собрали искусственную копию третьей хромосомы дрожжей, состоящую из 273 тысяч нуклеотидов, «кирпичиков» ДНК. Она представляет собой одну из самых коротких частей генома дрожжей. Специалисты существенно сократили длину хромосомы и стабилизировали ее. Они «лишили» ее мусорной ДНК и мобильных генетических элементов, которые вызывают мутации.

Ученые создали несколько копий хромосом, которые впоследствии были разделены на десятки фрагментов. Затем авторы исследования поочередно ввели их в клетки дрожжей, где благодаря маленьким размерам этих «обрывков» они смогли проникнуть в клеточное ядро. В результате данные фрагменты воссоединились внутри ядра и превратились в синтетическую версию третьей хромосомы.

Группа исследователей под руководством Буке создала небольшую колонию дрожжей, и чтобы проверить их на стойкость, они были подвергнуты различным раздражителям. Дрожжи с синтетической хромосомой, как отмечают ученые, не уступают в жизнеспособности обычным грибкам, и мутации в их геноме возникают с аналогичной частотой.

В целях получения первого в мире полностью синтетического организма с обособленным ядром авторы исследования намерены в ближайшей перспективе создать копии и других хромосом.