“Biyolojik Karanlık Maddeye” Işık Tutmak İçin Sentetik Biyolojiyi Kullanmak
Yayınlanan yeni bir araştırma grubu Doğa İletişimi, sentetik biyolojinin karmaşık mikrobiyal toplulukları daha iyi karakterize etmeye yardımcı olabileceğini ve endüstriyel ve tıbbi biyoteknoloji için potansiyellerini açığa çıkarabileceğini öne sürüyor.
Mikroorganizma toplulukları, Dünya’nın en önemli çevresel süreçlerinin çoğunu kontrol eder. Örneğin, fotosentetik okyanus mikropları, dünyadaki oksijenin en az yüzde 50’sini üretir, kökle ilişkili bakteri toplulukları, azotu bitkilere sağlamak için atmosferden “sabitler” ve çiftlik hayvanlarının midelerindeki mikrobiyal topluluklar, onların sert bir şekilde parçalanmalarını sağlar. bitki diyetlerinden selüloz.
ARC Center’ın yardımcı araştırmacılarından Dr. Tom Williams, “Bu mikropların çoğunun laboratuvarda yetiştirilmesi ve çalışılması zordur ve bilimsel tarihin çoğu için bir tür ‘biyolojik karanlık madde’ olmuştur” diyor. Sentetik Biyolojide Mükemmellik ve Macquarie Üniversitesi araştırma görevlisi.
Ancak modern çağın gelişiyle DNA dizileme teknolojileri, bu karmaşık mikrobiyal toplulukları, DNA dizilerini, metagenomik adı verilen bir alan olan veritabanlarındaki diğer karakterize türlerin dizileriyle karşılaştırarak incelemek mümkün hale geldi.
Bu mikropların çoğunun laboratuvarda yetiştirilmesi ve incelenmesi zordur ve bilimsel tarihin çoğu için bir tür “biyolojik karanlık madde” olmuştur.
“Metagenomics, mikrobiyal topluluk yapısı ve işlevi hakkında benzeri görülmemiş bir fikir verdi, ancak iki büyük sınırlaması var. İlk olarak, çevresel DNA dizilemesinden tanımlanan belirli genlerin ve genomların işlevini bir laboratuvarda test etmeden kesin olarak belirlemek zordur. İkincisi, kültürlenemeyen mikrobiyal toplulukların altında yatan metagenomlar biyoteknoloji tarafından kullanılamaz” diyor Dr. Williams.
“Metagenomiğin bazı sınırlamalarının, bir laboratuvar mikropunda büyük ölçekli DNA sentezi kullanılarak sıralı metagenomların hayata geçirilebildiği sentetik biyoloji kullanılarak üstesinden gelinebileceğini öneriyoruz. Teorik bir test vakası olarak, şarap fermantasyon ortamlarında bulunan mikroorganizmaların işlevlerini tek bir şarap mayası türü içinde yeniden yaratma olasılığını araştırdık.”
Bu, şarap fermantasyonlarının daha hassas bir şekilde kontrol edilmesini ve anlaşılmasını sağlayacak ve daha karmaşık çevresel metagenomların sentezlenmesi ve hayata geçirilmesi için araçlar ve çerçeveler sağlayacaktır.
DNA sentezi şu anda büyük metagenom sentezine izin vermek için çok pahalıdır, ancak yeni teknolojiler ile maliyetler azaldıkça sentetik metagenomikler uygulanabilir bir olasılık haline gelecektir.
Dr. Williams, “Sonuçta, sentetik metagenomik, yalnızca mikrobiyal karanlık maddeye ışık tutmakla kalmayıp aynı zamanda endüstriyel ve tıbbi biyoteknolojiye uygulama potansiyelini ortaya çıkaran yeni bir bilimsel alan haline gelebilir” diyor.
Referans: Ignacio Belda, Thomas C. Williams, Miguel de Celis, Ian T. Paulsen ve Isak S. Pretorius, “Tek bir maya hücresinde temsili bir sentetik metagenomu kapsülleme fikri”, 11 Mart 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038 / s41467-021-21877-y
.
Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN