BGI: международный проект Sc2.0 продвигается по пути создания первого в мире синтетического генома дрожжей
ШЭНЬЧЖЭНЬ (SHENZHEN), Китай, 9 марта 2017 г. /PRNewswire/ -- Команда международного проекта изучения синтетического генома дрожжевых грибов (проект Sc2.0) сообщила о завершении первичной переработки и синтеза ещё пяти хромосом Saccharomyces cerevisiae, а именно - хромосом II, V, VI, X и XII. Исследователи также выполнили углублённый, многоаспектный анализ дрожжевого штамма и получили подтверждение, что фенотип синтетического штамма соответствует встречающемуся в естественной среде. Исследовательская команда BGI («BGI»), один из китайских участников проекта, возглавляла процесс переработки и синтеза хромосомы II длиной в 770 тысяч пар нуклеотидов и преобразовала её в дрожжевую клетку, в результате чего был получен синтетический штамм, по показателям жизнеспособности соответствующий дикому. Полный отчёт о проведённом исследовании опубликован в качестве заглавной статьи в специальном выпуске издания Science от 9 марта этого года.
После революционной работы над синтезом генома микоплазмы в 2010 году проект Sc2.0 представляет собой ещё одно выдающееся начинание в сфере исследований синтетической геномики. Проект Sc2.0 сформирован консорциумом из десятка ведущих лабораторий США, Великобритании, Китая, Франции, Сингапура и Австралии с амбициозной задачей, заключающейся в получении первого синтетического дрожжевого генома (16 хромосом ~14 Mbp) к 2018 году. При поддержке Китайской национальной программы разработки и создания высоких технологий (Программа «863») учёные из трёх ведущих исследовательских учреждений Поднебесной - BGI, Тяньцзинського университета и Университета «Цинхуа», - внесли ключевой вклад в реализацию данного проекта. Инициатор и руководитель Sc2.0, проф. Джеф Д. Бок (Jef D. Boeke) отметил: «Сотрудничество с нашими китайскими коллегами из BGI, Тяньцзинського университета и «Цинхуа» оказало трансформационный эффект на проект Sc2.0. Ресурсы, которые мы можем приобрести для нужд реализации этого масштабного и чрезвычайно сложного проекта посредством привлекаемых грантов, суперсовременное оборудование и, что самое главное, человеческий капитал в лице самых больших новаторов проекта Sc2.0, попросту потрясают».
Институт BGI, являясь членом китайской команды, руководил процессом переработки и синтеза хромосомы II (длиной 770 Kb). Полученный в результате штамм демонстрирует жизнеспособность, максимально приближённую к показателям дикого типа. Специалисты BGI применили «транс-омический» подход для идентификации генотипно-фенотипной корреляции синтетического дрожжевого штамма на фенотипном, геномном, транскриптомном, протеомическом и метаболомическом уровнях. Юэ Шэнь, первый автор научной работы synII и директор Платформы геномного синтеза и редактирования в китайском национальном Банке генов, заявил: «Проект Sc2.0 не только способствует быстрому развитию технологий, но и предоставляет нам возможность сотрудничать с ведущими мировыми экспертами, совместно изучая технологии геномного синтеза. На сегодняшний день мы располагаем более глубоким пониманием модельного организма дрожжей, что помогает нам исследовать его потенциал в промышленной прикладной сфере».
Команда также сотрудничала со специалистами Университета Эдинбурга в вопросах тестирования физиологических функций, включая размножение и деление клеток. Результаты проведённых исследований показывают, что искусственный геном S. cerevisiae легко поддаётся модификации и обладает высокой гибкостью добавления и удаления элементов ДНК. Успешное реконструирование эукариотического генома S. cerevisiae служит ещё одной знаковой вехой на пути к созданию синтетической формы жизни, следующей за синтезом прокариотического генома. Один из ответственных авторов научной работы synII и руководитель команды Университета Эдинбурга, д-р Цай Ичжи (Yizhi Cai), согласился с данной точкой зрения: «Это важное достижение в сфере синтетической биологии и биотехнологии. Успех проекта демонстрирует наше обширные способности в биоинжинерии на хромосомном уровне, но он не был бы возможен без плодотворного сотрудничества между международными командами Sc2.0. Я жду возможности продолжить совместную работу с этой замечательной командой для завершения процесса синтеза всего дрожжевого генома в ближайшие годы».
В 2014 году были синтезированы первые 16 хромосом (synIII), тем самым положив начало этому процессу. Следующий шаг требовал совместного синтезирования других 15 хромосом, необходимых для создания первого полностью синтетического дрожжевого генома, при участии всех международных специалистов. И сегодня проект Sc2.0достиг очередной значительной вехи. Команда учёных Sc2.0 уверена, что путём реконструирования генома S. cerevisiae им удастся проникнуть вглубь понимания биологических механизмов и реакций организмов, а также их адаптируемости и эволюционных процессов в различной среде. Они надеются, что результаты проекта помогут миру разрешить крупные проблемы, связанные со здоровьем, продовольствием, энергетикой и экологией.
Очевидно, что этот прорыв служит отличным вдохновением для международной команды экспертов. Он в очередной раз демонстрирует потенциал интернационального сотрудничества в рамках мегамасштабного научного проекта и преимущества интеграции ресурсов и специализаций, упрощающей выполнение ранее невыполнимых задач. Цитируя слова ответственного автора научной работы synII, соучредителя и председателя BGI, проф. Яна Хуаньмина (Huanming Yang): «Прорывы, достигнутые за последние годы в ходе реализации этого проекта, показывают важность международного сотрудничества в науке. Этот интернациональный проект предоставляет нашей молодой команде отличный и поистине уникальный шанс усовершенствовать свои знания и сформировать собственную концепцию развития данной отрасли, а также приобщиться к духу международного партнёрства».
Share this article