Технология делает шаг вперёд в генетических исследованиях

Новое исследование приближает комбинированное компьютерное и лабораторное конструирование геномов благодаря разработке всё более компактных геномов для продвижения генетических манипуляций с использованием суперкомпьютеров учёными из Бристольского университета.

Геномы — это полный набор генов или генетического материала в клетке или организме. Эти строительные блоки ДНК количественно оцениваются подсчётом пар оснований. Размеры геномов могут быть огромными и варьироваться у разных организмов — от бактерии Carsonella ruddi с 160 000 пар оснований до человека (Homo sapiens) с тремя миллиардами пар оснований. Генетическое разнообразие всё ещё изучается, а функции генов в биологии — исследуются.

Минимизируя геномы, исследователи могут лучше понять, что делает каждый ген в клетке. Предыдущие генетические исследования создавали уменьшенные геномы, которые можно химически выращивать в лаборатории (Hutchison III и др.). Однако исследование, опубликованное в Nature Communications, нашло способ спроектировать ещё меньший геном с помощью компьютера.

Вычислительные методы для проектирования геномов немногочисленны. Однако алгоритмы, запущенные на суперкомпьютерах Бристоля, позволили исследователям спроектировать геном, который меньше, проще и с которым легко манипулировать. Исследовательская группа тестировала проекты в компьютерной модели клетки, чтобы проверить, способны ли клетки расти и делиться. В будущем исследователи планируют применять подобные проекты в реальных клетках. Это позволит им понять, насколько продвинута эта технология.

Создание меньших геномов с помощью компьютера может способствовать пониманию их свойств, а использование вычислительных методов для манипуляции генетикой — это технологический шаг вперёд.

Профессор Клэр Грирсон, руководитель Школы биологических наук и старший автор статьи, сказала: «Работа имеет последствия, выходящие за рамки создания меньших геномов. Если мы можем использовать суперкомпьютеры для проектирования меньшего генома, то можем заставить их проектировать клетки для выполнения любых задач.

Возможно, мы сможем проектировать клетки, превращающие дешёвые отходы в сырьё или производящие конкретное лекарство. Это захватывающе для будущего дизайна клеток».

Исследование подчёркивает мощный потенциал компьютерного проектирования геномов, которыми можно манипулировать для различных целей. Однако, как и с другими генетическими технологическими достижениями, необходим этический надзор. С новой технологической силой приходит и новая ответственность.