logo

Пользовательского поиска

Friday 26th of May 2017

Аденин, цитозин, гуанин, хлорурацил – химическая эволюция генома бактерии

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
01.07.2011 14:14

 

Художественное изображение кишечной палочки Escherichia coli

 

Художественное изображение кишечной палочки Escherichia coli. (Фото: iStockphoto/Sebastian Kaulitzki)

 

 

 

 

 

 

 

 

Генетическая информация всех живых клеток хранится в ДНК, состоящей из четырех канонических азотистых оснований – аденина (А), цитозина (C), гуанина (G) и тимина (T). Международная группа ученых, развивающих молодую область наук о жизни - ксенобиологию, достигла успеха в создании бактерии, в ДНК которой тимин заменен синтетическим строительным блоком 5-хлорурацилом (с) – веществом, токсичным для других организмов.


В проекте, координаторами которого являлись Руперт Мутцель (Rupert Mutzel) из Института биологии Свободного берлинского университета (Institut für Biologie, Freie Universität Berlin) и Филипп Марльер (Philippe Marlière) из Heurisko USA Inc., принимали участие ученые из Франции и Бельгии. Как сообщается в статье, опубликованной в последнем номере журнала Angewandte Chemie International Edition, эксперименты основывались на уникальной технологии, разработанной Марльером и Мутцелем, позволяющей управлять эволюцией организмов в строго контролируемых условиях. В течение длительного времени большие популяции микробных клеток культивировались в присутствии в питательной среде токсичного химического вещества – в данном случае, 5-хлорурацила – в сублетальной концентрации. Это привело к появлению генетических вариантов, способных противостоять высоким концентрациям этого вещества.

В ответ на появление в клеточной популяции таких вариантов концентрация токсичного вещества в среде увеличивалась, поддерживая, таким образом, постоянное селективное давление. Этот автоматизированный процесс длительной эволюции был применен, чтобы адаптировать генетически модифицированную кишечную палочку Escherichia coli, неспособную синтезировать естественное азотистое основание тимин, к росту при повышающихся концентрациях 5-хлорурацила. Примерно через 1000 поколений были получены потомки исходного штамма, которые использовали 5-хлорурацил в качестве полноценной замены тимина. Последующий анализ генома выявил многочисленные мутации в ДНК адаптировавшихся бактерий. Вклад этих мутаций в адаптацию клеток к галогенированному основанию будет предметом дальнейших исследований.


Используя автоматизированную селекцию, ученые получили штамм  Escherichia coli, неспособный синтезировать одно из азотистых оснований –  тимин. Химически модифицированные микроорганизмы в качестве полноценной замены тимина используют галогенированный нуклеотид – 5-хлорурацил. Развивающиеся клетки первоначально наблюдаются как  иррегулярные филаменты  и постепенно приобретают вид коротких палочек, типичный для дикого вида  E. coli.

 

Используя автоматизированную селекцию, ученые получили штамм Escherichia coli, неспособный синтезировать одно из азотистых оснований – тимин. Химически модифицированные микроорганизмы в качестве полноценной замены тимина используют галогенированный нуклеотид – 5-хлорурацил. Развивающиеся клетки первоначально наблюдаются как иррегулярные филаменты и постепенно приобретают вид коротких палочек, типичный для дикого вида E. coli. (Фото: onlinelibrary.wiley.com)

 

 

 

Помимо очевидного интереса, который столь радикальное изменение в химии живых систем представляет для фундаментальной науки, ученые считают результаты своей работы важными и для раздела синтетической биологииксенобиологии. Эта молодая область наук о жизни имеет своей целью создание новых организмов, не встречающихся в природе и обладающих метаболическими чертами, оптимизированными для производства энергии альтернативными способами или для синтеза крайне дорогостоящих химических веществ. Считается, что такие организмы, как и ГМО, представляют собой потенциальную угрозу для природных экосистем в случае их «утечки» из лабораторий. Реальная опасность заключается либо в прямой конкуренции с организмами дикого типа, либо в распространении их «синтетической» ДНК.

Ученые признали, что они не могут гарантировать того, что инженерные формы жизни никогда не попадут в природную среду, так же как невозможно полностью предотвратить «просачивание» радиоактивных изотопов, происходящее в окрестностях атомных электростанций. Однако синтетические организмы, полученные Марльером и Мутцелем, полностью зависимые от наличия в среде веществ, не встречающихся в природе, или содержащие в своем генетическом материале – ДНК – ненатуральные строительные блоки, не смогут ни обмениваться генетическим материалом с организмами дикого типа, ни составить им конкуренцию. Они просто погибнут в отсутствии ксенобиотика.

 

 

По материалам

Chemische Evolution eines Bakteriengenoms gelungen

 

Оригинальная статья:

Philippe Marlière, Julien Patrouix, Volker Döring, Piet Herdewijn, Sabine Tricot, Stéphane Cruveiller, Madeleine Bouzon, Rupert Mutzel. Chemical Evolution of a Bacterium's Genome

 

© «Аденин, цитозин, гуанин, хлорурацил – химическая эволюция генома бактерии». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Вести из лабораторий. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday330
mod_vvisit_counterYesterday467
mod_vvisit_counterThis week3612
mod_vvisit_counterLast week3735
mod_vvisit_counterThis month21047
mod_vvisit_counterLast month33379
mod_vvisit_counterAll days3755263

We have: 64 guests, 6 bots online
Your IP: 54.162.168.187
 , 
Today: Май 26, 2017

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.