D’fhéadfadh Réabhlóid Leanúnach i Sintéis DNA cabhrú le Géanóim a Thógáil ó Scratch

D’fhógair DNA Script, cuideachta Francach, ceannródaíocht i sintéis einsímeach DNA, teicníc a d’fhéadfadh cabhrú lá amháin le heolaithe géanóm a thógáil ón tús - cé go bhfuil gá le tuilleadh taighde.

Is é DNA an treoirphlean a chinntíonn castacht agus leanúnachas iontach an tsaoil. Tá an polaiméir cheimiceach seo i láthair i ngach ceann dár dtrillill cealla agus, i gcásanna áirithe, is féidir le hathrú aonair ar litir DNA (A, T, C agus G) a bheith ina chúis le tinnis géiniteacha tromchúiseacha, lena n-áirítear fiobróis chisteach agus anemia callaire .

Bhí an Dr. Alexander Todd, bithcheimiceoir Briotanach, ar cheann de na chéad eolaithe a d’fhorbair modhanna chun polaiméirí DNA a shintéisiú go ceimiceach. Fuair ​​Todd Duais Nobel sa Cheimic 1957 as a chuid oibre ar cheimic núicléitíde agus sintéis DNA, a tharla an chuid is mó di ar shála struchtúr DNA Watson agus Crick i 1953. D’fhorbair Todd modh chun DNA ar a dtugtar sintéis H-phosphonate a shintéisiú, a cuireadh isteach go tapa trí chur chuige ceimiceacha níos éifeachtaí.

Múnla bunaidh Watson agus Crick de struchtúr DNA, bunaithe ar íomhánna díraonta X-gha le Rosalind Franklin agus Maurice Wilkins. Tá an struchtúr seo lonnaithe anois sa Mhúsaem Eolaíochta i South Kensington, Londain, an Ríocht Aontaithe.

Faoi na 1970idí, bhí bealach i bhfad níos fearr forbartha ag an Dr. Marvin H. Caruthers, bithcheimiceoir Meiriceánach, chun DNA a bhí fós ag brath ar mhodhanna ceimiceacha a shintéisiú, ach a bhí níos éifeachtaí agus níos cobhsaí ná cineálacha cur chuige roimhe seo. Go dtí an lá atá inniu ann, úsáideann formhór na gcuideachtaí a thairgeann DNA sintéiseach cur chuige Caruthers, ar a dtugtar an modh fosphoramidite.

Tá roinnt míbhuntáistí tromchúiseacha ag baint le modhanna nua-aimseartha sintéise DNA, agus is é an rud is géire ná nach féidir an teicneolaíocht a úsáid chun snáitheanna DNA a shintéisiú le seichimh núicléatíde athchleachtacha toisc go ndéanann siad an próiseas tógála a chosc agus a stopadh. Is fadhb thromchúiseach í seo mar is minic go mbíonn seichimh DNA fada, athchleachtacha i ngéanóim orgánaigh bheo. De réir mar a fhéachann eolaithe le géanóm iomlán a chruthú ón tús, a éilíonn na milliúin nó fiú na billiúin bunanna DNA, teastaíonn modhanna atá feabhsaithe go mór le haghaidh sintéis DNA.

An tseachtain seo caite, thuairiscigh DNA Script, cuideachta atá lonnaithe i bPáras na Fraince, gur éirigh leo snáithe DNA 50 núicléatídí a shintéisiú le fada ag úsáid cineálacha cur chuige einsímeacha go heisiach. Ciallaíonn sé seo, seachas an ghnáthcheimic phosphoramidite a úsáid, gur úsáid siad próitéiní chun an DNA a shintéisiú dóibh gan gá a bheith le himoibrithe costasacha agus seichimh idirmheánacha éagobhsaí. Cé go mb’fhéidir nach bhfuil 50 núicléatídí cosúil le go leor, agus nach bhfuil an teicneolaíocht fós in aice le cumais shintéis phosphoramidite, ní raibh an chuideachta in ann ach snáithe 3 núicléatíde de DNA a shintéisiú agus an cur chuige seo in 2015 á úsáid.

Buntáiste tábhachtach amháin a choinníonn sintéis DNA einsímeach thar cheimic phosphoramidite ná gur dócha go mbeidh an teicneolaíocht, nuair a bheidh sí de réir scála, i bhfad níos saoire ná ceimic phosphoramidite toisc nach n-úsáideann sí imoibrithe ceimiceacha costasacha (agus díobhálacha don chomhshaol).

Níl DNA Script ina n-iarrachtaí féin cur chuige nua, níos éifeachtaí i leith sintéis DNA a dhíghlasáil, ach an oiread. Tá Nuclera Nucleics, cuideachta atá lonnaithe sa RA a bhfuil an Dr. George Church mar chomhairleoir eolaíochta inti, san iomaíocht freisin le haghaidh sciar den mhargadh amach anseo.

Tá luas an taighde sintéiseach DNA sintéiseach ag dul chun cinn go tapa sa saol acadúil, freisin - Dé Luain, thuairiscigh saotharlann Jay Keasling ag UC-Berkeley córas sintéise DNA einsímeach a úsáideann núicléatídí atá ceangailte le próitéiní polaiméaráise chun snáitheanna DNA a leathnú. Taispeánann an obair seo, faoi stiúir na mac léinn iarchéime Daniel Arlow agus Sebastian Palluk, gur féidir leis an gcóras sintéise einsímeach bunphéire nua DNA a chur le snáithe atá ag fás i 10-20, agus gur féidir leis é a dhéanamh gan imoibrithe tocsaineacha a úsáid ón gcur chuige fosphoramidite.

Cé nach bhfuil an modh sintéiseach DNA einsímeach seo in áit ar bith chomh héifeachtúil nó chomh cruinn go leor le haghaidh sintéis géanóm iomlán, níl ann ach ceist ama sular féidir géanóm orgánaigh a dhearadh agus a thógáil ón tús ar bhealach tapa, éifeachtúil - trí einsímí a úsáid nó gnáthcheimic phosphoramidite.

Iarracht idirnáisiúnta leanúnach is ea cuibhreannas Yeast 2.0 faoi stiúir an Dr. Jef Boeke, géineolaí ag Ionad Leighis NYU Langone, chun géanóm Saccharomyces cerevisiae, nó giosta báicéara, a thógáil go hiomlán ón tús ag úsáid modhanna ceimiceacha. Tá an tionscadal seo uaillmhianach go háirithe toisc go bhfuil níos mó ná 12 milliún bun DNA eagraithe ag giosta ar fud 16 crómasóim éagsúla. Tá foirne san Astráil, sa tSín, sna Stáit Aontaithe, sa Ríocht Aontaithe agus i Singeapór freagrach as cuid den ghéanóma a thógáil. Críochnaíodh an chéad chrómasóim sintéiseach do chuibhreannas Yeast 2.0 i mí an Mhárta 2014. Ó shin i leith, tá cúig chrómasóim breise críochnaithe.

Is é giosta Baker, a úsáidtear chun beoir a ghrúdú agus arán a dhéanamh, pointe fócasach an tionscadail Yeast 2.0, a bhfuil sé mar aidhm aige a ghéanóma iomlán a shintéisiú trí shintéis cheimiceach DNA a úsáid.

Ná bí sásta riamh, leanfaidh eolaithe ag clúdach clúdach shintéis na ngéanóma. Tugtar GP-Write ar thionscnamh amháin, atá fós ina thús. Faoi stiúir go páirteach ag Drs. Tá sé mar aidhm ag George Church agus Jef Boeke, GP-Write prionsabail bhitheolaíocha treorach a fhionnadh a chuirfidh ar chumas sintéis tapa, costéifeachtach géanóm ar mhórscála a dhéanamh ón tús. De réir mar a fhásann an cuibhreannas seo agus a leanann sé ag earcú eolaithe mór le rá ó gach cearn den domhan, níl ann ach ceist ama sular féidir géanóm daonna a thógáil go hiomlán de novo, b’fhéidir leis na cineálacha cur chuige einsímeacha sintéise DNA atá á gceannródaíocht inniu.

Ar mhaith leat fanacht suas chun dáta ar an nuacht is déanaí san eolaíocht agus sa teicneolaíocht?

Bí linn ar Facebook

Lean muid ar Twitter.

Bualadh bos má bhain tú taitneamh as an alt seo agus fág trácht thíos le do chuid ceisteanna.