Bilim insanları sentetik maya geliştirmeye bir adım daha yaklaştı. Araştırmacılar, 15 yıldan fazla bir süredir, sıfırdan tüm genomu içeren karmaşık bir hücre oluşturmak için yorulmadan çalışıyor. Şimdi, 16 kromozomun bazılarının yapay versiyonlarını tek bir maya hücresinde başarılı bir şekilde birleştirmeyi başararak önemli bir dönüm noktasına ulaştı.
Bu başarı özellikle heyecan verici çünkü hücrelerin içindeki temel süreçler hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkarıyor. Bu aynı zamanda bazı bilim adamlarının ilaç, malzeme, biyoyakıt ve diğer şeyleri üretebilecek programlanabilir hücresel fabrikalar yaratması gerektiği vizyonu için de ileriye doğru atılmış büyük bir adım. Sentetik bir mayanın geliştirilmesi başlı başına devasa bir iş. Aslında Kasım ayında Cell and Cell Genomics dergisinde konuyla ilgili yayınlanan birçok yeni makalenin ortak yazarlarından biri olan Benjamin Blount, bu kromozomlardan birini yaratmanın bile şaşırtıcı ve zor bir iş olduğunu söylüyor. Ancak sonra bunların hepsini, dağılmasına neden olmayacak şekilde bir araya getirmelisiniz.
Yapay DNA ile sentetik maya için yeni yöntem
Genetik modifikasyon son yıllarda uzun bir yol kat etmiş olsa da geçmişteki düzenleme girişimlerinde bilim adamlarının kromozomların tamamını değil, yalnızca tek tek genleri değiştirdiği görüldü. Dolayısıyla bu çok daha karmaşık bir süreç. Her ne kadar hepsini tek bir sentetik maya hücresinde birleştirmeyi tamamen başaramasalar da, araştırmacılar ilgili 16 kromozomun tamamının yapay versiyonlarını yarattı. Artık dağılmadan onları bir araya getirmenin bir yolunu bulmaları gerekiyor. Bu zor bir görev ama önümüzdeki birkaç yıl içinde bunu başarabileceklerini umuyoruz. Blount, Axios’a , bu süreçteki bir adımın, yapay kromozomların doğal olanlardan tamamen ayırt edilemez olmasını sağlamak anlamına geldiğini söyledi.
Bilim insanları şimdiye kadar sentetik maya kromozomlarının yalnızca bir kısmını tek bir hücrede birleştirmeyi başardı. Bu hücre hayatta kaldı ve çoğaldı. Dolayısıyla artık geriye kalan tek şey diğer kromozomların dahil edilmesi ve stabil hale getirilmesi. Sentetik maya kromozomu XI tasarımı, kromozom dışı dairesel DNA dinamiklerinin incelenmesi için bir test ortamı sağlıyor.
660 kb’lik sentetik maya genom projesi (Sc2.0) kromozomu, 200 kb’lik tekrar dizisinin hassas şekilde sıkıştırılması da dahil olmak üzere hata keşfi, yeniden tasarım ve kromozom onarımı sürecinde CRISPR tabanlı yöntemler kullanılmadan önce sentezlenmiş DNA parçalarından birleştirildi. Onarılan kusurlar, zayıf sentromer fonksiyonu ve mitokondriyal sağlıkla ilişkiliydi ve kodlamayan bölgelerdeki değişikliklerle ilişkilendirildi. Sc2.0 tasarımının bir parçası olarak, Cre aracılı rekombinasyon için loxPsym dizileri çoğu gen arasına ekleniyor. Kromozom XI’deki GAP1 lokusunu kullanarak , bu bölgelerin indüklenmiş kromozom dışı dairesel DNA (eccDNA) oluşumunu kolaylaştırabildiğini ve bu önemli moleküllerin etkilerinin ve yayılımının doğrudan incelenmesine olanak sağladığı görüldü. synXI’in oluşturulması ve karakterizasyonu, kodlamayan DNA elemanlarını anlamamıza katkıda bulunuyor. eccDNA çalışması için yararlı bir araç sağlar ve gelecekteki sentetik genom tasarımına bilgi verecek.