Новые возможности к разработке всего генома дрожжей: Новый подход объединяет синтетическую биологию, инструменты редактирования генома и автоматизацию к быстро, и эффективно произведите новые напряжения дрожжей

В новой статье по собственной природе Коммуникации, исследователи Университета Иллинойса обрисовывают, как их успешная интеграция нескольких передовых разработок – создания стандартизированных генетических компонентов, внедрения настраиваемых инструментов редактирования генома, и крупномасштабной автоматизации задач лаборатории молекулярной биологии – увеличит отечественную свойство трудиться с дрожжами. Результаты их нового метода демонстрируют его потенциал, чтобы произвести нужные новые напряжения дрожжей для промышленного применения, и показать более сложное познание генома дрожжей.«Цель работы была в том, дабы в самом деле создать инструмент разработки масштаба генома для дрожжей… хорошая метаболическая разработка, сосредоточенная всего на нескольких генах и нескольких существующих инструментах разработки масштаба генома, только применима к бактериям, не эукариотическим организмам как дрожжи», сказал Глава Стивена Л. Миллера Химического и Биомолекулярного Технического Хойминь Чжао, что привел изучение. «Вторые инновации – использование синтетических понятий биологии, модуляризация и интеграция частей с автоматизированной совокупностью, так, мы можем сделать это в высокой пропускной свойстве».

Команда сосредоточилась на дрожжах частично из-за его важных современных заявлений; дрожжи употребляются, чтобы преобразовать сахар сырья для индустрии биомассы в биологическое горючее, такое как этанол и промышленные химикаты, такие как молочная кислота, или расщепить органические загрязнители. Вследствие того что дрожжи и другие грибы, как люди, являются эукариотами, организмами с поделённой клеточной структурой и сложными механизмами для контроля их активности гена, изучение функции генома дрожжей – также основной компонент биомедицинского изучения.

«В фундаментальной науке большая фундаментальная эукариотическая биология изучена в дрожжах», сказали Тонг Сай, Университет Карла Р. Уоезе Геномного Научного сотрудника Биологии. «У людей имеется ограниченное познание этих сложных совокупностей. Без оглядки на то, что имеется приблизительно 6 000 генов в дрожжах, люди, быть может, знают меньше чем 1 000 собственными функциями; все другие, люди не знают».

Пара сделала первый движение к их цели новой технической стратегии дрожжей, создав то, что известно как библиотека комплементарной ДНК: коллекция более чем 90% генов от генома хлебопекарных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), устроенный в таможенном сегменте ДНК так, чтобы любой ген был, в одной версии, сверхактивной в дрожжевой клетке, и во второй версии, уменьшенной в деятельности.Чжао и сотрудники изучили свойство совокупности CRISPR-аварии, последовательность молекул, одолженных от формы иммунной совокупности у бактерий (CRISPR обозначает сгруппированные мелкие палиндромные повторения, в которых систематично делают промежутки, обрисовывая особенность данной совокупности в бактериальных геномах).

Эта совокупность дала Чжао делать верные сокращения генома дрожжей, в который стандартизированные генетические части из их библиотеки имели возможность ввести себя.«В начальный раз мы сделали это, в 2013, не было никакого CRISPR… лучшим, что мы имели возможность забрать, составлял 1% клеток, поменянных в одном пробеге», сказал Сай. «Мы боролись мало на этом, и в то время, в то время, когда CRISPR вышел, что трудился. Мы забрали его к 70% [клетки, измененные], так, чтобы было очень принципиально важно».С модулирующими активность гена частями, объединяющимися в геном с такой высокой эффективностью, исследователи смогли непоследовательно произвести много различных напряжений дрожжей, каждого с его собственным неповторимым набором модификаций.

Эти напряжения были подвергнуты неестественным процессам выбора, чтобы узнать тех, у которых были желательные черты, такие как свойство пережить воздействие реактивов, используемых на протяжении производства биологического горючего.Этому процессу выбора значительно помог Иллинойс Биологический Литейный завод для Передового Биопроизводства (iBioFAB), автоматизированная совокупность, которая делает респектабельную часть лабораторной работы, обрисованной выше автоматизированным способом, включая выбор многообещающих напряжений дрожжей. Использование iBioFAB значительно ускорило работу, разрешив одновременное создание и проверив многих неповторимых напряжений. iBioFAB был задуман и развит темой изучения Дизайна Биосистем в Университете Карла Р. Уоезе Геномной Биологии (IGB), что имеется во главе с Чжао.

При помощи High Performance Biological Computing Group в Иллинойсе Чжао, СИ и их сотрудники проанализировали поменянные геномы их самых многообещающих напряжений дрожжей. Они узнали комбинации генов, поменянные действия которых содействовали желательным чертам; функции некоторых из этих генов были ранее неизвестны, демонстрируя свойство техники произвести новое биологическое знание.«Я пологаю, что основное отличие между этим методом и другими существующими метаболическими техническими стратегиями в дрожжах – в самом деле масштаб», сказал Чжао. «Текущие метаболические технические стратегии все сосредоточены всего на нескольких генах, десятки генов самое большее… это очень интуитивно.

С этим мы можем изучить все гены, мы можем узнать много целей, каковые не смогут быть постигнуты интуитивно».

12 комментариев к “Новые возможности к разработке всего генома дрожжей: Новый подход объединяет синтетическую биологию, инструменты редактирования генома и автоматизацию к быстро, и эффективно произведите новые напряжения дрожжей”

  1. Быстрова Полина

    Читателям Корра это давно известно. Помню, как рашистские ольшинские опарыши намгуано исходили, рассказывая, как фсе умирают в районах, где добывают сланец.

Оставьте комментарий