گروهی از دانشمندان مستقر در بریتانیا به رهبری کارشناسان دانشگاه ناتینگهام و امپریال کالج لندن، ساخت یک کروموزوم مصنوعی را به عنوان بخشی از یک پروژه بزرگ بین المللی برای ساخت اولین ژنوم مخمر مصنوعی در جهان به پایان رساندند.
به گزارش ایسنا به نقل از ساینس دیلی، این پژوهش که در مجله Cell Genomics منتشر شده است، نشان دهنده تکمیل یکی از ۱۶ کروموزوم ژنوم مخمر توسط یک گروه بریتانیایی است که بخشی از بزرگترین پروژه زیست شناسی مصنوعی یعنی همکاری بین المللی ژنوم مخمر مصنوعی به حساب می آید.
این همکاري که با نام «Sc۲.۰» شناخته می شود یک پروژه ۱۵ ساله است که گروه هایی از سراسر جهان شامل بریتانیا، آمريکا، چین، سنگاپور، بریتانیا، فرانسه و استرالیا را در بر می گیرد و این کشورها با هم همکاری می کنند تا نسخه های مصنوعی همه کروموزوم های مخمر ساخته شود.
در کنار این مقاله، ۹ مقاله دیگر نیز از سایر تیم ها منتشر شده که کروموزوم های مصنوعی خود را توصیف کرده اند. انتظار می رود این پروژه که بزرگترین پروژه ژنوم مصنوعی تاکنون است، سال آینده تکمیل شده و به پایان برسد.
این اولین تلاش برای ساختن ژنوم مصنوعی یوکاریوت ها بود. یوکاریوت ها موجودات زنده با هسته مانند حیوانات، گیاهان و قارچ ها هستند.
مخمر، ارگانیسم منتخب برای این پروژه بود، زیرا دارای ژنوم نسبتا فشرده ای است و توانایی ذاتی برای متصل کردن بخش های دی ان ای (DNA) را دارد که به محققان اجازه می دهد کروموزوم های مصنوعی در سلول های مخمر را بسازند.
انسان ها سابقه ای طولانی در استفاده از مخمر دارند و طی هزاران سال آن را برای پخت و پز استفاده کرده اند و به تازگی از آن برای تولید مواد شیمیایی و همچنین به عنوان نمونه ای برای بررسی نحوه عملکرد سلول های انسان استفاده می کنند. این رابطه به این معنی است که ما بیشتر از هر موجود زنده دیگری در مورد ژنتیک مخمر می دانیم. این عوامل باعث شد که مخمر گزینه ی مناسبی باشد.
گروه مستقر در بریتانیا، به رهبری دکتر بن بلونت (Ben Blount) از دانشگاه ناتینگهام و پروفسور تام الیس (Tom Ellis) در امپریال کالج لندن، اکنون تکمیل کروموزوم خود یعنی کروموزوم مصنوعی XI را گزارش کرده اند.
پروژه ساخت این کروموزوم، ۱۰ سال طول کشیده است و توالی دی ان ای ساخته شده از حدود ۶۶۰ هزار جفت باز تشکیل شده است که« حروف» کد دی ان ای را تشکیل می دهند.
این کروموزوم مصنوعی جایگزین یکی از کروموزوم های طبیعی یک سلول مخمر شده است و پس از یک فرآیند رفع اشکال پر زحمت، اکنون سلول توانسته تا مانند یک سلول طبیعی رشد کند. ژنوم مصنوعی نه تنها به دانشمندان در درک نحوه عملکرد ژنوم کمک می کند، بلکه کاربردهای زیادی نیز خواهد داشت.
ژنوم مصنوعی Sc۲.۰ به جای اینکه یک رونوشت مستقیم از ژنوم طبیعی باشد، با ویژگی های جدیدی طراحی شده است که به سلول ها توانایی های جدیدی می دهد که در طبیعت یافت نمی شوند.
یکی از این ویژگی ها به محققان اجازه می دهد تا سلول ها را مجبور کنند تا محتوای ژنی خود را تغییر دهند و میلیون ها نسخه مختلف از سلول ها را با ویژگی های متفاوت ایجاد کنند. سپس میتوان موارد دارای خواص بهبود یافته را برای طیف گسترده ای از کاربردها در پزشکی، انرژی زیستی و بیوتکنولوژی انتخاب کرد.
این گروه همچنین نشان داده است که کروموزوم آنها می تواند به عنوان یک سیستم جدید برای مطالعه دی ان ای های حلقوی خارج کروموزومی (eccDNA) تغییر کاربری دهد.
دی ان ای های حلقوی خارج کروموزومی، حلقه های دی ان ای هستند که به صورت آزادانه شناور هستند و از ژنوم خارج شده اند. آنها به طور فزاینده ای به عنوان عوامل موثر در پیری و به عنوان عامل مقاومت دارویی در بسیاری از سرطان ها، از جمله تومورهای مغزی گلیوبلاستوما شناخته می شوند.
دکتر بن بلونت، یکی از دانشمندان ارشد این پروژه، استادیار دانشکده علوم زیستی در دانشگاه ناتینگهام است. او می گوید:کروموزوم های مصنوعی به خودی خود دستاوردهای فنی عظیمی هستند، اما علاوه بر این طیف وسیعی از توانایی های جدید برای مطالعات زیست شناسی و کاربردهای آن فراهم می کنند. این می تواند از ایجاد سویه های میکروبی جدید تا درک و مبارزه با بیماری را شامل شود.
پروژه ژنوم مخمر مصنوعی نمونه فوق العاده ای از علم در مقیاس بزرگ است که توسط گروه بزرگی از محققان از سراسر جهان به دست آمده است.
پروفسور تام الیس از مرکز زیست شناسی مصنوعی و گروه مهندسی زیستی در امپریال کالج لندن، می گوید:با ساخت یک کروموزوم تلومر به تلومر و نشان دادن آن که می تواند به خوبی جایگزین یک کروموزوم طبیعی شود، گروه ما پایه های طراحی و ساخت کروموزوم های مصنوعی و حتی ژنوم موجودات پیچیده مانند گیاهان و حیوانات را بنا نهاد.
- 18
- 1
