Исследование, изданное 22 мая в журнале Science, прокладывает путь к использованию гуманизированных дрожжей, чтобы лучше понять генетические отклонения и показать наркотики для того, чтобы лечить заболевания.Хотя дрожжи состоят из единственной клетки, и людям организовали триллионы клеток в сложные системы, мы разделяем тысячи подобных генов. Из тех приблизительно 450 очень важны для выживания дрожжей, таким образом, исследователи удалили версию дрожжей каждого и заменили ее человеческой версией и ждали, чтобы видеть, умрут ли дрожжи. Создавание сотен новых напряжений дрожжей, каждого с единственным человеческим геном, привело ко многим недавно спроектированным напряжениям – почти половине, на самом деле – который мог пережить и воспроизвести после обмена человеческих генов в для их обычных.
«Клетки используют единый набор частей, и те части, даже после миллиарда лет независимой эволюции, выгружаемы», сказал Эдвард Маркотт, преподаватель в Отделе университета Молекулярных Биологических наук и соруководитель Центра Систем и Синтетической Биологии (CSSB). «Это – красивая демонстрация общего наследия всех живых существ – чтобы быть в состоянии взять ДНК от человека и заменить соответствующую ДНК в дрожжевой клетке и иметь его, успешно поддерживают жизнь клетки».У работы есть заявления на здоровье человека, в котором некоторые генетические болезни, вызванные мутациями, могли быть проверены новыми способами.
Будущие исследования могли бы сравнить различные напряжения гуманизированных дрожжей, каждого с немного отличающимися версиями того же самого человеческого гена, чтобы лучше понять, как определенные мутации влияют на здоровье человека. Исследователи также могли вставить точные версии человеческой генной мутации в дрожжи и затем подвергнуть дрожжи воздействию различных наркотиков, чтобы проверить новые методы лечения.«Мы могли узнать, будет ли одно из стандартного лечения работать над Вашей конкретной версией гена или если, возможно, другой препарат был бы еще лучше», говорит Клаус Вилк, преподаватель в Отделе Интегральной Биологии и соавтор бумаги.Маркотт размышляет, что могли бы быть еще приблизительно 1,000 пар выгружаемых генов между людьми и дрожжами.
Наряду с приблизительно 200 выгружаемыми генами, уже определенными, они могли бы быть полезными в поиске наркотиков, чтобы лечить массу человеческих генетических заболеваний.Этот вид генного эксперимента обмена между людьми и дрожжами был сделан для единственных генов прежде, но это – первое крупномасштабное исследование, которое обменяет сотни генных пар. Большое количество тестов позволило члену команды Джону Лоренту, аспиранту в CSSB и соавтору бумаги, искать основные правила для того, что делает ген выгружаемым.Удивительно, лучший предсказатель того, могли ли бы два гена быть успешно обменяны, не был, насколько подобный их генетические последовательности были, а скорее каких модулей они были частью.
Модуль – группа генов, которые сотрудничают, чтобы сделать что-то полезное, те, которые производят холестерин, чтобы построить клеточные стенки. Все гены от того же самого модуля имели тенденцию или быть выгружаемыми между людьми и дрожжами, или нет.
«Эта работа в основном показывает, что Вы можете взять топливный инжектор от трактора и обменять ее для топливного инжектора в Вашей Тойоте, и она будет все еще работать, более или менее, потому что они – оба топливные инжекторы», сказал Маркотт.«Захватывающая часть – то, что мы можем теперь использовать эту информацию, чтобы обменять все системы, включающие десятки генов за один раз и спросить, работает ли та система, а также естественная система в дрожжах», говорит Аэшик Кэкру, постдокторский исследователь в CSSB и соавтор бумаги. «Это будет захватывающим, потому что теперь мы не будем просто смотреть на ген, но 30 различных генов от человека в простой клетке».