Биологи впервые вставили полностью искусственную хромосому в дрожжи

Биологи впервые смогли создать и успешно вставить полноценную искусственную хромосому в клетку дрожжей, что открывает дорогу для крупномасштабных «переделок» генома уже сегодня, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

«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», — заявил Джеф Буке из университета Нью-Йорка (США).

Буке и его коллеги уже почти семь лет работают над созданием полностью синтетического генома пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae). В 2011 году его группа создала «дрожжи Франкенштейна» — особую культуру грибков, в геном которых был встроен особый механизм, позволяющий случайным образом «перемешивать» и удалять гены.

Опираясь на собранные данные, биологи собрали искусственную копию третьей хромосомы дрожжей, которая состоит из 273 тысяч нуклеотидов, «кирпичиков» ДНК, и является одной из самых коротких частей генома дрожжей. Ученые заметно сократили длину хромосомы и стабилизировали ее, «выкинув» из нее мусорную ДНК и мобильные генетические элементы, вызывающие мутации.

Получив несколько копий хромосом, авторы статьи разбили их на несколько десятков фрагментов и поочередно ввели их в клетки дрожжей, где небольшие размеры этих «обрывков» помогли им проникнуть в клеточное ядро. Эти фрагменты успешно воссоединились внутри ядра, превратившись в синтетическую версию третьей хромосомы.

Вырастив небольшую колонию дрожжей, ученые проверили их на стойкость, подвергая различным раздражителям. По словам биологов, дрожжи с синтетической хромосомой не уступают в жизнеспособности обычным грибкам, и мутации в их геноме возникают с аналогичной частотой. В ближайшее время группа Буке планирует создать копии и других хромосом для получения первого в мире полностью синтетического организма с обособленным ядром.