Ученые создали новый способ ускорения эволюции генома пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae, тех самых дрожжей, которые мы используем для производства хлеба и пива.
Это разработка синтетического штамма дрожжей, который можно трансформировать по запросу, что делает его особенно привлекательным для применения в промышленных биотехнологиях, таких как массовое производство передовых лекарств для лечения таких заболеваний, как малярия и туберкулез (ТБ). Это также может иметь огромное значение для будущих исследований ДНК.
Под руководством профессора Патрика Кая из Манчестерского института биотехнологии в сотрудничестве с проф. Дзюнбяо Дай из Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук, 22 мая 2018 года в журнале Nature Communications были опубликованы две статьи подряд.
Исследователи разработали «быстрый, эффективный и универсальный» способ трансформации дрожжей на молекулярном уровне с использованием метода под названием SCRaMbLE (синтетическая хромосомная перестройка и модификация с помощью LoxP-опосредованной эволюции). Эта система позволяет исследователям «перетасовать колоду карт» для генома и настроить новые штаммы дрожжей, которые могут по требованию рекомбинировать друг с другом для создания новых комбинаций генома, которых раньше не было в природе.
Дрожжи - это очень хорошо изученный организм, и в биологическом смысле люди и дрожжи имеют ряд общих черт в своей генетической структуре. Воссоздание генома дрожжей с нуля помогает нам лучше понять основы человеческой жизни.
проф. Цай объясняет: «По сути, мы можем ускорить цикл проектирования. Обычно на оптимизацию штаммов дрожжей для промышленного применения уходят годы, но с SCRaMbLE на это может уйти всего два-три дня. Когда вы можете соединить инженерию с эволюцией, у вас в руках очень мощный инструмент».
Система SCRaMBLE не только позволяет исследователям интегрировать пути в синтетический геном дрожжей, но и сами дрожжи могут эволюционировать, чтобы стать лучшим хозяином в условиях стресса, предоставляя им уникальную возможность эволюционировать, адаптироваться к вызовы и работать в экстремальных условиях, таких как экстремальные температуры и токсичные среды. Это делает его особенно привлекательным для применения в промышленных биотехнологиях, таких как производство передовых лекарств.
Это может иметь огромное значение для будущих исследований ДНК и массового производства новых лекарств для лечения таких заболеваний, как малярия и туберкулез (ТБ).
Профессор Кай сказал: «Одним из самых захватывающих достижений в промышленной биотехнологии является синергия между синтетической биологией и метаболической инженерией, которая позволяет нам производить топливо, новые лекарства и ценные химические вещества, пищевые добавки, противоопухолевые молекулы. и антибиотики. Я надеюсь, что технология, которую мы здесь разработали, поможет ускорить процесс биопроизводства этих важных продуктов».