6 апреля 2020 года

Исследователи сделали большой прорыв в разработке инструментов редактирования генов, чтобы улучшить наше понимание одного из самых важных океанских микробов на планете.

<img alt=" Редактирование ДНК "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f4%2fshutterstock_749239204.jpg "style =" width: 1000px; height: 667px; "title =" Изображение предоставлено: CI Photos / Shutterstock.com "width =" 1000 "height =" 667 "/> Изображение предоставлено: CI Photos / Shutterstock.com

Международный проект, возглавляемый учеными из Университета Восточной Англии (UEA) в Великобритании, раскрывает потенциал крупнейшего неиспользованного генетического ресурса для разработки натуральных продуктов, таких как новые антибактериальные, антивирусные, антипаразитарные средства. и противогрибковые соединения.

Океанические микробы регулируют глобальные циклы углерода и основных питательных веществ, таких как азот и фосфор. Несмотря на их важность, государственное и отраслевое финансирование все еще в значительной степени используется для исследований и разработок неморских организмов.

Это отчасти связано с недостаточной осведомленностью о важности морских микробов, ограниченным пониманием их биологии, а также трудностями в доступе к ним и их устойчивой эксплуатации.

Для решения этой проблемы требуются инструменты генетических манипуляций, которые не были доступны для многих различных экологически и биотехнологически важных групп морских микробов, таких как протисты, которые имеют субклеточную организацию, сходную с растениями и животными.

В отличие от растений и животных, они одноклеточные и отличаются замечательным разнообразием. Некоторые представляют происхождение сложных форм жизни на суше, другие, такие как фотосинтетические протисты, называемые фитопланктоном, вносят почти такой же вклад в глобальную ежегодную фиксацию углерода, как наземные растения.

Это новое исследование, опубликованное в журнале Nature Methods, направлено на улучшение понимания основ биологии и эволюции морских протистов с потенциально ценными результатами для эволюционных исследований, нанотехнологий, биотехнологий, медицины и фармакологии.

Трехлетний совместный проект, поддержанный главным образом Фондом Гордона и Бетти Мур, охватил 53 международные лаборатории, в состав которых входило более 100 исследователей. Это привело к разработке новых систем генетических моделей, обобщенных в синтетической «дорожной карте трансформации». Здесь описаны методы доставки ДНК, конструкции экспрессии генов и подходы к редактированию генома, и он доступен в качестве ресурса для более широкого исследовательского сообщества.

Ведущий британский автор Томас Мок, профессор морской микробиологии в Школе наук об окружающей среде UEA, сказал, что исследование основано на десятилетиях исследований, которые внесли свой вклад во все более последовательную картину океанической экосистемы.

«Океаны питают самое значительное микробное разнообразие на Земле с точки зрения поддержания обитаемости», – сказал профессор Мок. «Эти организмы и то, как функционируют их гены, невероятно важно понять из-за их жизненно важной роли в здоровье планеты. Они также представляют, как жизнь развивалась за последние 1,5 миллиарда лет. Они настолько стары, что было невозможно полностью понять их клеточную биологию и функциональное биоразнообразие.

«Наши сообщения о прорывах в области генетических манипуляций позволят исследовательскому сообществу анализировать клеточные механизмы у ряда важных протистов, которые в совокупности предоставят информацию об их размножении, метаболизме и передаче сигналов».

Это понимание улучшит наше понимание их роли в океанах, и они неоценимы для биотехнологических применений, таких как строительство заводов по производству биотоплива или производство биологически активных соединений ».

Томас Мок, Университет Восточной Англии

Исследование включало попытки введения чужеродной ДНК в геномы хозяина 39 видов протистов, чтобы понять их функции генов и то, как они адаптируются к изменениям. Из них более 50% были успешно подвергнуты генетическим манипуляциям, что теперь позволяет исследователям проводить функциональные исследования тысяч новых генов, содержащихся в их геномах.