[ad_1]
قم بالتسجيل للحصول على ملخص كامل لأفضل الآراء لهذا الأسبوع في رسائل البريد الإلكتروني الخاصة بـ Voices Dispatches. اشترك في النشرة الإخبارية الأسبوعية المجانية الخاصة بـ Voices
اقترب العلماء خطوة أخرى من خلق حياة “اصطناعية” معقدة بعد استبدال أكثر من 50% من المادة الوراثية في خلية الخميرة بحمض نووي اصطناعي.
قام فريق دولي يضم باحثين من المملكة المتحدة بدمج أكثر من سبعة كروموسومات اصطناعية – حزم صغيرة من الحمض النووي – في خلية واحدة، والتي وجد أنها تبقى على قيد الحياة وتتكاثر مثل خلايا الخميرة الطبيعية.
لقد تم بناء هذه الكروموسومات بشق الأنفس من الصفر على مدار العقد الماضي باستخدام مواد كيميائية في المختبر كجزء من مشروع جينوم الخميرة الاصطناعية، المعروف أيضًا باسم Sc2.0.
الخميرة هي ميكروب وحيد الخلية يُصنف على أنه كائن حقيقي النواة لأنه يخزن الحمض النووي داخل النواة.
وهذه هي المرة الأولى التي يحاول فيها العلماء بناء الجينوم الكامل، أو المخطط الجيني، لكائن حقيقي النواة.
وعلى الرغم من أن أول خلية حية في العالم يتم التحكم فيها بالكامل بواسطة الحمض النووي الاصطناعي تم صنعها في عام 2010، إلا أنها كانت في خلية بكتيرية بدون نواة.
ويُعتقد أنه بمجرد اكتمال إنتاج سلالات جديدة من الخميرة الاصطناعية، يمكن أن تساعد في صنع منتجات مثل اللقاحات والوقود الحيوي.
وقال البروفيسور جيف بوكي، عالم الأحياء الاصطناعية في لانجون هيلث بجامعة نيويورك وزعيم Sc2.0: “لقد قررنا أنه من المهم إنتاج شيء تم تعديله بشكل كبير جدًا من تصميم الطبيعة.
“كان هدفنا الشامل هو بناء خميرة يمكنها أن تعلمنا علم الأحياء الجديد.”
وقد قام الفريق الآن بإعادة كتابة نظام تشغيل الخميرة الناشئة، وهو ما يفتح حقبة جديدة من علم الأحياء الهندسي
البروفيسور باتريك ييزي كاي
وقال البروفيسور باتريك ييزي كاي، رئيس قسم علم الجينوم الاصطناعي في جامعة مانشستر: “لقد أعاد الفريق الآن كتابة نظام تشغيل الخميرة الناشئة، وهو ما يفتح حقبة جديدة من علم الأحياء الهندسي – الانتقال من ترقيع حفنة من الجينات”. للتصميم الجديد وبناء الجينومات بأكملها.
كما قاد البروفيسور كاي الفريق الذي أنشأ كروموسومًا جديدًا في الطبيعة يُعرف باسم tRNA Neochromosome.
يتكون جينوم خميرة الخباز (Saccharomyces cerevisiae) من 16 كروموسومًا ويتشارك مع البشر ما يقرب من ثلث جيناته البالغ عددها 6000 جين – وهي امتدادات من الحمض النووي الذي يشفر البروتينات.
كما قاد خبراء من جامعة نوتنغهام وكلية إمبريال كوليدج في لندن عملية بناء كروموسوم الخميرة الاصطناعية النهائي، المعروف باسم XI، مما يعني أنه تم الآن تصنيع جميع الكروموسومات الأصلية الستة عشر الموجودة في خميرة الخباز الشائعة.
تم نشر النتائج كجزء من مجموعة من الأوراق البحثية عبر الخلايا والخلايا الجزيئية وجينوم الخلية.
وقال الدكتور بن بلونت، الأستاذ المساعد في كلية علوم الحياة بجامعة نوتنغهام: “إن الكروموسومات الاصطناعية هي إنجازات تقنية هائلة في حد ذاتها، ولكنها ستفتح أيضًا مجموعة كبيرة من القدرات الجديدة لكيفية دراستنا ودراستنا”. تطبيق علم الأحياء.
“يمكن أن يتراوح هذا من إنشاء سلالات ميكروبية جديدة لإنتاج حيوي أكثر مراعاة للبيئة، إلى مساعدتنا على فهم الأمراض ومكافحتها.”
أحب أن أسمي هذا نهاية البداية، وليس بداية النهاية، لأنه عندها سنكون قادرين حقًا على البدء في خلط هذا السطح وإنتاج الخميرة التي يمكنها القيام بأشياء لم نشهدها من قبل
البروفيسور جيف بوكي
ولدمج الكروموسومات الاصطناعية في خلية خميرة واحدة، قام الباحثون أولاً بإنشاء عدة سلالات من الخميرة، تحتوي كل منها على كروموسوم صناعي واحد.
ثم قام الفريق بعد ذلك بتهجين سلالات الخميرة الاصطناعية جزئيًا وتحديد السلالات التي تحمل كلا الكروموسومات الاصطناعية.
تكررت العملية عبر عدة أجيال من سلالات الخميرة حتى تم دمج ستة كروموسومات كاملة وذراع كروموسوم واحد في خلية واحدة.
استخدم الباحثون بعد ذلك طريقة مختلفة، تُعرف باسم استبدال الكروموسوم، لنقل كروموسوم صناعي، يُعرف باسم IV، لإنشاء خلية خميرة اصطناعية بنسبة تزيد عن 50%.
خلقت هذه العملية “أخطاء” قال الباحثون إنهم قادرون على إصلاحها باستخدام طرق تحرير الجينات.
وقال البروفيسور بوكي: “لقد أظهرنا الآن أنه يمكننا دمج نصف الجينوم بشكل أساسي مع اللياقة الجيدة، مما يشير إلى أن هذا لن يمثل مشكلة كبيرة”.
ستكون الخطوة الأخيرة هي جمع كل الكروموسومات الاصطناعية الفردية معًا في جينوم خميرة اصطناعي بالكامل لبناء أول حقيقيات النوى في العالم يتم التحكم فيها بواسطة الحمض النووي الاصطناعي.
وقال البروفيسور بوكي: “نحن الآن بعيدون عن خط النهاية المتمثل في وجود جميع الكروموسومات الستة عشر في خلية واحدة.
“أحب أن أسمي هذا نهاية البداية، وليس بداية النهاية، لأنه عندها سنكون قادرين حقًا على البدء في خلط هذا السطح وإنتاج الخميرة التي يمكنها القيام بأشياء لم نشهدها من قبل. “
[ad_2]
المصدر