Forskare har bytt ut hälften av en jästsvamps genom till syntetiskt DNA. Målet är att konstruera en svamp med 100 % syntetiskt genom. Ett syfte med att tillverka ett syntetiskt fungerande genom är att enklare kunna finjustera gener och egenskaper hos bagerijäst som kan komma till nytta inom livsmedelsindustrin.
Bagerijäst (Saccharomyces cerevisiae) är en encellig svamp med stor historisk och ekonomisk betydelse för oss människor. Förutom att den i århundranden använts för brödbak och ölbryggning så är den även en viktig modell för forskare som studerar eukaryota celler – alltså celler med cellkärna. Alla djur och växter har eukaryota celler, men inte bakterier.
Forskare försöker nu ta fram en bagerijäst med DNA som är till hundra procent konstruerat på kemisk väg – ett syntetiskt genom. En anledning är att man i ett syntetiskt genom kan göra större genetiska förändringar som inte enkelt låter sig utföras med genteknik. Sådana förändringar skulle kunna ge jästen nya gynnsamma egenskaper vi kan dra nytta av. En annan anledning är all den grundläggande kunskap man får genom att försöka skapa ett helt syntetiskt och fungerande genom.
Jästcellen fungerar normalt med syntetiskt DNA
Bagerijästen har sexton kromosomer. Forskare har nu lyckats konstruera helt syntetiska versioner av samtliga kromosomer. De har också konstruerat en extra, sjuttonde, kromosom där de samlat en grupp problematiska gener.
Forskarna har rensat ut andra delar av DNA:t som kan orsaka problem, till exempel ”själviska gener” (transposoner) som flyttar runt och ger instabilitet i DNA-sekvensen. För en enklare struktur har de istället lagt till element som ger genomet stabilitet och gör det enklare att modifiera.
Hittills har forskarna lyckats föra in sju och en halv syntetisk kromosom i en och samma jästcell utan att den verkar fungera sämre. Jästcellen fortsätter att föröka sig genom avknoppning och ger upphov till fler funktionella celler. Alla kromosomer har också testats var för sig och visat sig fungera i jästceller.
Arbetet fortsätter och enligt forskarna ska en fungerande jästcell med ett helt syntetiskt genom bara vara något år bort. Studien är en milstolpe inom syntetisk biologi och visar hur forskningen rör sig från att beskriva livets kod till att konstruera den.
/Mia Olsson (2023-11-15)
Källa:
Artikel i Science: Synthetic yeast project unveils cells with 50% artificial DNA- designer chromosomes enable new studies of genome organization and evolution (science.org).
