Улучшенная технология упорядочивания ДНК делает геномы чтения быстрее и более дешевыми каждый день. Но изменение генов в микроорганизмах и других организмах все еще требует медленного и кропотливого усилия.
Теперь, исследователи сообщают, что они придумали новый способ изменить геномы миллиардов микроорганизмов одновременно и затем перебирать тех с самыми интересными изменениями. Поскольку метод будет, вероятно, работать с большинством типов геномов, он мог turbocharge усилия спроектировать микроорганизмы для производства всего от новых терапевтических наркотиков до огромного количества биологических топлив.Изменение генофонда организмов стало главным в современной биотехнологии.
Ученые могут ввести новые гены и наборы генов, позволив организмам сделать новые протеины или изменить существующие гены для улучшения их деятельности в клетке. Как только гены вводятся, и клетка начинает воспроизводить, копии могут тогда быть выставлены мутагенам, вызывающим случайные изменения в их ДНК, некоторые из которых могут быть полезными. Но во многих случаях, ученые хотели бы лучше направить эти мутации к определенным регионам генома и внести изменения в несколько мест одновременно.
Для этого исследователи во главе с синтетической церковью биолога Джорджа Гарвардского университета придумали новый, быстродействующий метод, названный мультиплексной автоматизированной разработкой генома для планирования для мутаций. Исследователи начали путем введения трех генов в бактерию кишечной палочки, позволившую ему делать антиокислитель известным как ликопин. Они тогда идентифицировали 24 региона в E. coli геном, где они подозревали, что изменения могли улучшить вывод ликопина микроорганизмов.
Исследователи синтезировали отрывки одноцепочечной ДНК, известной как олигонуклеотиды, каждый из которых нес уникальную мутацию. Они скроили каждый олигонуклеотид для закрепления с одним из 24 целевых регионов. Наконец, бригада подвергла клетки – мишени сильному электрическому полю.
То, что временно ткнувшиеся отверстия в клеточных мембранах, позволяя олигонуклеотидам распространиться внутри и квитанция в бактериальную ДНК.Исследователи сообщают онлайн на этой неделе по своей природе, что всего за 3 дня, они генерировали приблизительно 14,2 миллиардов различных мутаций на этих 24 местах. Это привело к E. coli, который произвел в пять раз больше ликопина, чем сделал оригинальный микроорганизм.
В конце исследователи упорядочили геномы лучших производителей ликопина для идентификации точных мутаций, повысивших вывод.«Понятие хорошо», говорит Джеймс Ляо, биоинженер в Калифорнийском университете, Лос-Анджелес. Он говорит, что, потому что метод быстро скорости и предназначается для развития, он ожидает использовать его в своей собственной лаборатории для нахождения микроорганизмов, которые более эффективны при производстве биологических топлив.
Однако Ляо подозревает, что использование не остановится там. «Это – общий метод. Это до пользователей для нахождения заявлений».