28 мая 2020, четверг, 19:15
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

06 июля 2006, 12:18

Синтетическая биология может открыть новую эру в науке

Мировая наука делает новые шаги по направлению к тому, чтобы синтезировать искусственный геном  для живой клетки. Журнал Sciense публикует обзор на эту тему, в котором появление синтетической биологии сравнивается с такими проектами, как остановка рек или выведение нового сорта арбуза, у которого семечки сами разбегаются, как тараканы. Примерно такой же фантастикой кажется создание микроорганизма с искусственно синтезированным геномом.

Тем не менее, существуют работы, делающие важные шаги в этом направлении. Одно из таких исследований было проведено Фредериком Блаттнером (Frederick Blattner) из Университета Висконсина (University of Wisconsin, Madison), который работал с геномом кишечной палочки Escherichia coli, уменьшая ее геном настолько, насколько это было возможно.

E.coli используется всеми биологами мира для манипуляций с генами, в том числе с генами других организмов.  Ранее были прочтены геномы нескольких штаммов E.coli и выяснено, что в среднем геном содержит 3.7 миллионов пар нуклеотидов, сходных у всех штаммов, и еще один миллион  пар нуклеотидов, отличающийся у разных штаммов E.coli. Оказалось, что каждый штамм содержит свой уникальный «островок» ДНК.  Группа исследователей под руководством Блаттнера постепенно удаляла части этих «островков», проверяя жизнеспособность бактерий с уменьшенным геномом. Всего было сделано 43 подобных удаления ДНК из генома, не повлиявших на жизнеспособность бактериальных клеток.

Таким образом, Блаттнером было показано, что из 4444 генов, найденных в E.coli путем секвенирования ее полного генома, существенными для выживания являются не более 3500 генов. Остальная ДНК представляет собой несущественный для простого выживания генетический материал. Интересно, что штаммы E.coli с “истощенной” хромосомой, которые были получены Блаттенром, в 10 раз лучше встраивают в себя новые гены, чем обычные штаммы, используемые в генетической инженерии.  Кроме того, такие  штаммы выгоднее использовать как в промышленности, так и в научных лабораториях, так как вероятность спонтанных хромосомных перестроек в них меньше из-за отсутствия «лишней» ДНК.

Другой подход, позволяющий изменять структуру генома, был предпринят Дрю Энди (Drew Endy) из Массачусетского технологического Института (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge ).  Иссдедования проводились на фаге T7 - вирусе, поражающем клетки бактерий. Этот вирус имеет перекрывающиеся гены в геноме, то есть один и тот же фрагмент ДНК может содержать участки сразу двух вирусных генов.  Группа исследователей под руководством Энди “разделила” перекрывающиеся гены, сделав их индивидуальными путем вставок необходимых участков ДНК. В геном фага размером 40 тысяч пар нуклеотидов были вставлены участки ДНК общим размером 600 нуклеотидных пар. Оказалось, что подобное вмешательство в геном вируса не нарушило системы генной регуляции, так как такой вирус мог заражать бактерии и размножаться в клетках. Работа Энди продемонстрировала, что можно переконструировать геном не только добавлением и удалением отдельных генов, но и вмешательством в структуру геномной организации.

Еще один шаг в этом направлении был сделан при исследовании самого маленького  генома, принадлежащего бактерии Mycoplasma genitalium. В ее геноме содержится около 500 генов и около 100 генов оказались не существенными для ее выживания.

Конечная цель подобных исследований состоит в том, чтобы полностью создать живой организм «из пробирки», то есть искусственно. На этом пути существует несколько препятствий, первое из которых состоит в том, чтобы синтезировать искусственную хромосому. Для этого необходимо уметь соединять очень большие куски ДНК друг с другом, для чего необходима разработка новых технологий. Во-вторых, существует проблема удаления собственной ДНК из клеток бактерий. Это сделать сложнее, чем с клетками эукариотических организмов, у которых ДНК сосредоточена в ядре. У бактерий нет ядра, их ДНК более или менее распределена по всей клетке, поэтому удалить ее полностью сложно.

Третья проблема сходна с проблемой курицы и яйца. Чтобы клетка жила, ей необходим геном. Чтобы геном функционировал, необходимы уже существующие компоненты клетки (хотя их существование и определяется геномом). Пока решения этой проблемы не существует, поэтому полностью синтезированный в пробирке организм – дело далекого будущего.

Тем не менее, синтез искусственного генома может стать реальностью, так же как и введение его в живую клетку с удаленным из нее собственным геномом. Подобную задачу ставит перед собой новый раздел науки, названный синтетической биологией. Развитие этого направления может открыть новую эру в науке и в частности, в биотехнологии, улучшив наше понимание того, как функционируют живые организмы. Крейг Вентер (Craig Venter) из Института Роквилла (J. Craig Venter Institute, Rockville, Maryland), известный тем, что возглавлял проект “Геном человека”,  говорит, что «иногда бывает сложно отличить желаемое от действительного в синтетической биологии, но теперь это безусловно передний край биологических исследований».

Яна Войцеховская

Обсудите в соцсетях

Главные новости

18:43 С 1 июня москвичи смогут гулять по графику только по адресу прописки
18:14 Пьяная толпа из 25 человек напала на полицейских в Подмосковье
18:08 Власти Москвы опубликовали график прогулок
17:34 Муниципальные депутаты Москвы потребовали освободить журналиста Илью Азара
17:12 Сергей Собянин: ограничения в Москве сохранятся до создания вакцины
16:48 На главу Россельхознадзора подали заявление о вымогательстве $500 тыс. у польской компании. Ведомство это отрицает
16:10 Полиция задержала главреда «Медиазоны» и двух журналистов «Эха Москвы» за одиночные пикеты в поддержку Ильи Азара
16:10 Депутаты Томской области назначили себе компенсации за покупку масок и перчаток
16:01 В центре Москвы неизвестный открыл огонь с крыши жилого дома
15:50 Госдума хочет наказывать россиян за участие в заграничных семинарах нежелательных организаций
15:22 Основатель «Омбудсмена полиции» стал фигурантом еще одного уголовного дела
14:38 «Насколько мне известно − это не так». Песков заявил, что у него нет подтверждения высокой смертности медиков от COVID-19 в России
14:37 Порошенко занял третье место среди самых богатых украинцев по версии Forbes
14:12 Роспотребнадзор рекомендовал кинотеатрам рассаживать зрителей в метре друг от друга
14:01 Журналиста Илью Азара арестовали на 15 суток за одиночный пикет в поддержку «Омбудсмена полиции»
13:40 В Миннеаполисе начались погромы из-за убийства полицейским задержанного, есть погибшие
13:30 Древняя ДНК рассказала, что ели и чем чистили зубы японцы эпохи Эдо
13:29 Прокуратура вынесла представление главе Хакасии из-за невыплат надбавок медикам. После этого врачи получили деньги
13:02 В Петербурге санитара перевели в уборщики и отказались доплачивать за работу с COVID-19. Он пожаловался в СК и прокуратуру
12:30 В Вене открылся новый музей «Альбертина Модерн»
12:08 На главу Минприроды Северной Осетии завели дело о растрате 400 млн рублей
11:44 «Это не делает нас "арбитром истины"». Глава Twitter объяснил, почему твиты Трампа пометили как недостоверные
11:30 Погребение викингов обнаружилось под полом частного дома в Норвегии
11:17 Защита шамана Габышева подала иск в суд с требованием признать незаконной его госпитализацию в психдиспансер
10:50 В России выявили 8,3 тыс. новых случаев коронавируса. Всего заболели 379 тыс. человек
10:43 Boeing возобновила производство самолетов 737 MAX. Выпуск приостанавливали после двух авиакатастроф
10:30 Построена модель параметров атмосферы над Северной Атлантикой за последние 40 лет
10:12 В США от коронавируса умерли более 100 тыс. человек
09:56 ВШЭ: четверть россиян считают коронавирус выдумкой заинтересованных лиц
09:31 Власти отложили референдум об объединении Архангельской области и Ненецкого округа на неопределенный срок
27.05 21:55 Минздрав решил не включать в статистику по коронавирусу носителей коронавируса без симптомов
27.05 21:03 В Сочи переименовали р. Хероту
27.05 20:55 Readovka: Сотрудник ФСО попытался изнасиловать сестру, об этом узнали родственники и избили девушку
27.05 20:14 Пропускной режим в Москве продлен до 14 июня
27.05 19:40 Глава Крыма попросил отменить в регионе обязательное тестирование туристов на коронавирус
27.05 19:05 У главы Удмуртии выявлен коронавирус
27.05 18:36 «Я абсолютно здоровый человек»: Кадыров опроверг слухи о своей болезни. Журналисты заметили на его руке катетер
27.05 18:20 Путин поддержал предложение Минтруда увеличить минимальное пособие по безработице на следующие три месяца
27.05 17:54 Минтруд предложил временно увеличить пособие по безработице с 1,5 тыс. рублей до 4,5 тыс. рублей
27.05 17:29 Путин попросил Собянина отправить врачей из Москвы в регионы
27.05 16:59 С 1 июня москвичам разрешат гулять по графику 3 раза в неделю
27.05 16:51 Госдума разрешила студентам вести уроки в школах
27.05 16:43 Доктор Мясников оправдал убийства за оскорбление чести
27.05 16:10 Собянин предложил смягчить коронавирусные ограничения в Москве. Можно будет гулять, откроются непродовольственные магазины
27.05 15:59 Суд оставил под арестом создателя паблика «Омбудсмен полиции» Владимира Воронцова до 6 июля
27.05 15:58 Главврач детской больницы и фельдшер в Дагестане умерли от коронавируса
27.05 15:21 В правительстве предупредили о падении доходов россиян на 6% в 2020 году
27.05 15:19 Путин проведет встречу с Собяниным о коронавирусе
27.05 14:54 Песков: с большой долей вероятности 24 июня будет выходным
27.05 14:43 Муниципального депутата задержали за проведение одиночного пикета в поддержку основателя «Омбудсмена полиции»
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Красноярск Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат Ростех Ростуризм СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Хакасия Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы бактерии банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес благотворительность блогосфера бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество здоровье землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коронавирус коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники статистика страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олег Дерипаска Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 рейтинг Forbes Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT Microsoft NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks YouTube

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.