Die neue Tabelle eines internationalen Teams könnte zu einer neuen Methode des Genom-Engineering führen.

28. Mai 2021

Neuigkeiten der Reisuniversität

vor über 150 Jahren von Dmitri Mendeleev als System zur Klassifizierung von Elementen basierend auf der aufsteigenden Anzahl von Elektronen in einem Atom. Das Team von Biologen hinter dem neuen "Periodensystem" für Zellkerne verwendete Mendelejews Originaltafel sowie ihr Wissen über den Baum vonLeben, als Inspiration für ihr eigenes Projekt.Das Team, das seine Ergebnisse in veröffentlicht hat

das TagebuchWissenschaft, glauben, dass die neue Tabelle und Entdeckung zu einer völlig neuen Methode des Genom-Engineering führen könnte.

Chromosombasierte KlassifikationssystemeDie Arbeit an der Zellkerntabelle begann mit Wissenschaftlern eines Konsortiums namens DNA Zoo, das Klassifizierungssysteme für Chromosomen untersuchte, basierend auf der Art und Weise, wie sie sich falten, um in die Kerne verschiedener Tierarten zu passen."Ob wir uns Würmer oder Seeigel, Seescheiden oder Korallen ansahen, wir sahen immer wieder die gleichen Faltmuster", sagte

Olga Dudchenko, Co-Erstautorin der neuen Studie und Mitglied von

Das Zentrum für Genomarchitektur bei Baylor und CTBP.Eine Illustration, die Chromosomenkontaktmuster in den Kernen mehrerer Tiere und Pflanzen zeigt. Quelle: Adam Fotos, Olga Dudchenko, Benjamin Rowland und Erez Lieberman Aiden/Baylor College of MedicineDas Team erkannte schließlich, dass es einfach nur Varianten von zwei nuklearen Gesamtdesigns sah: „Bei einigen Arten sind die Chromosomen wie die Seiten einer gedruckten Zeitung organisiert, mit den äußeren Rändern auf einer Seite und der gefalteten Mitte auf der anderen“, erklärtDudchenko. "Und bei anderen Arten ist jedes Chromosom zu einer kleinen Kugel zusammengeknüllt."Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Arten im Laufe der Jahrtausende der Evolution in der Lage sind, von einem Typ zum anderen zurückzukehren.

Arbeiten mit der Proteinkondensierung IIUm den Mechanismus ihrer Entdeckung aufzudecken und festzustellen, ob es möglich sein könnte, in einem Labor einen Kerntyp in einen anderen zu verwandeln, hat sich das Team von DNA Zoo mit einer Gruppe von Wissenschaftlern aus dem Labor von zusammengetan.

Benjamin Rowland

an der Niederländisches Krebsinstitut NCI.WerbungDas NCI-Team hatte an Experimenten mit einem Protein namens Condensing II gearbeitet, das bei der Zellteilung eine Rolle spielt.Als sie dieses Protein in menschlichen Zellen mutierten, machte das Team von NCI eine überraschende Beobachtung:"Als wir das Protein in menschlichen Zellen mutierten, ordneten sich die Chromosomen komplett neu", erklärte Claire Hoencamp, Co-Erstautorin der Studie und Mitglied des NCI-Teams. "Es war verblüffend!"

Umwandlung menschlicher Zellen von einem Kerntyp in einen anderen

Die beiden Teams begannen mit der Zusammenarbeit, nachdem sie erkannt hatten, dass Hoencamps Entdeckung im Wesentlichen eine Methode zur Umwandlung menschlicher Zellen von einem Kerntyp in einen anderen bereitstellte.

"Als wir uns die Genome ansahen, die im DNA-Zoo untersucht wurden, stellten wir fest, dass die Evolution unser Experiment bereits viele, viele Male durchgeführt hatte! Wenn Mutationen in einer Spezies das Kondensin II brechen, drehen sie normalerweise die gesamte Architektur des Zellkerns um."sagte Benjamin Rowland, leitender Autor der Studie. "Es ist immer ein wenig enttäuschend, an einem Experiment teilzuhaben, aber die Evolution hatte einen sehr langen Vorsprung."

Werbung

Die Teams waren aufgrund der Pandemie in ihren Häusern eingesperrt und wandten sich an künstliche Intelligenz, um ihre Ergebnisse zu überprüfen. Sie entwickelten Simulationsmodelle, die dies zeigten.

durch Zerstörung von Kondensin II

, ein menschlicher Zellkern könnte so umorganisiert werden, dass er einem Zellkern einer anderen Art ähnelt, beispielsweise einer Fliege.

"Wir haben mit einer unglaublich umfassenden Übersicht über zwei Milliarden Jahre nuklearer Evolution begonnen", sagte der Co-Erstautor Sumitabha Brahmachari.allein, im Reagenzglas."

Die Forscher sagen, dass ihre Arbeit Teil einer neuen Ära der Gen-Editierung ist – jüngste Durchbrüche wie die neueGen-Editing-ToolCRISPRoff

läuten ein Zeitalter der „Gentechnik 2.0“ ein. Wie Brahmachari es ausdrückte, ist die Arbeit des Teams „ein spannender Schritt auf dem Weg zu einer neuen Art der Genomtechnik – in 3D!“

WerbungFolgen Sie uns aufBleiben Sie über die neuesten technischen Nachrichten auf dem LaufendenGeben Sie einfach Ihre E-Mail ein und wir kümmern uns um den Rest :

Mit Ihrer Anmeldung stimmen Sie unserer zu

Nutzungsbedingungen und

Datenschutzrichtlinie

Gesponserte GeschichtenempfohlenInnovation 8 beste Tablets für Arbeit und Spiele mit langer AkkulaufzeitInteressante Technik | wissenschaft-x.comvor 2 MonatenInnovation