[Презентация] Синтетическая биология и ксенобиология

"Как создать живое существо из информации?" Лаптев Ф. П. Б26 22.12.24

Синтетическая биология — это междисциплинарная наука, объединяющая биологию, химию, информатику и инженерные подходы Определение 1. Созданием новых искусственных биологических систем 2. Изменением существующих живых систем с целью получения структур с желаемыми качествами Синтетическая биология занимается Первое подразумевает синтез генома in novo Принцип

Завершение проекта "Геном человека" в 2003 году Появление рекомбинантных ДНК в 1970ых Появление систем CRISPR/Cas9 в 2012 году для создания новых биологических систем или редизайна существующих Создание искусственного инсулина в 1978 году

В 2008 г. Крэйгом Вентером был синтезирован минимальный прокариотический геном штамма Mycoplasma genitalium JCVI-1.0. В клетках дрожжей была проведена одностадийная сборка 25 химических фрагментов ДНК в целый геном M. genitalium. В 2010 г. была создана искусственная клетка M. mycoides с предсказанным заранее фенотипом и способностью к саморепликации, названная «Синтия». Далее - впервые была успешно сконструирована синтетическая бактерия, содержащая шесть типов нуклеотидов, два из которых в природе не встречаются. Вернер с сотрудниками проводили поиск минимального числа генов, которых достаточно для жизни клетки, среди бактерий. Сравниввали Mycoplasma genitalium (0,58 млн п.н. или около 524 генов) с геномом Haemophilus influenza (1,83 млн п.н., около 1788 генов), после чего были найдены 256 генов-кандидатов, достаточных для поддержания жизни.
21 мая 2010 года Крейг Вентер и его сотр. создали первый в мире искусственный организм синтетическую бактерию Синтия До настоящего времени этот синтез хромосомы бактерии считается высшим достижением в области создания искусственного генома.
Принцип синтии в том, чтобы сделать минимальный геном, а потом будем по желанию добавлять в него какие-то куски и синтезировать «дизайнерские» бактерии под различные задачи

Ксенобиология — это раздел синтетической биологии, который занимается конструированием генов и пептидов с помощью искусственных (неканонических) пар оснований или аминокислот. Данные соединения не существуют в природе. Началом практического этапа синтетической жизни можно считать 1989 год, когда профессор Стивен Бэннер создал ДНК, в основе которой лежат не 4 основных элемента (тимин, аденин, цитозин, гуанин) а шесть, добавив к уже имеющимся основаниям еще два, которые получены модификацией основных. В 2009 году, спустя 20 лет Бэннеру удалось создать условия, при которых синтетическая ДНК может дублироваться — нужен раствор определённых ферментов при определённой температуре Химическая модификация ДНК