Исследователи создали гибриды шести видов дрожжей для объединения полезных свойств

Учёные из Центра биоэнергетических исследований Великих озёр при Университете Висконсин-Мэдисон разработали метод объединения признаков до шести различных видов дрожжей в одном гибридном штамме. Такой "супердрожжи" может нести больше инструментов для конкретной задачи, например, производства биотоплива.

Суть метода

Новый метод, названный итеративным производством гибридов (iHyPr), позволяет создавать гибриды из шести разных видов Saccharomyces. Идея — объединить как можно больше геномов, чтобы максимизировать генетический исходный материал для поиска полезных свойств, таких как способность расти при низких температурах или переваривать растительные сахара.

Как это работает

Метод "взламывает" естественный процесс спаривания дрожжей. Обычно спариваются только гаплоидные клетки (с одним набором хромосом), несущие один ген типа спаривания — "a" или "альфа". Учёные использовали фермент, способный превращать один ген типа спаривания в другой. Это позволило создавать диплоидные клетки (с двумя наборами хромосом), готовые к спариванию. Скрещивая такие диплоидные клетки от разных видов, можно получить двухвидовой гибрид с четырьмя наборами хромосом и итеративно повторить процесс.

"Клетка не считает хромосомы. Она лишь проверяет, присутствуют ли оба гена — "a" и "альфа", — объясняет старший автор Крис Хиттингер. — Даже если у неё шесть копий "a", она может найти клетку с шестью копиями "альфа", и они спарятся".

Потенциал и применение

Гибриды, созданные по методу iHyPr, быстро адаптируются к среде, что делает их идеальными для лабораторной эволюционной селекции. Комбинируя метод с инструментами редактирования генов, такими как CRISPR-Cas9, можно создавать сложные гибриды с заданными свойствами.

Команда уже работает над гибридом для улучшения производства биотоплива (изобутанола) из растительного сырья. Они скрестили штамм, способный потреблять ксилозу (сахар из биомассы), со штаммами, устойчивыми к токсинам предварительной обработки сырья, и штаммом, производящим много изобутанола.

"Это новая техника синтетической биологии для объединения геномов. Думаю, исследователи смогут развивать её в самых разных направлениях", — говорит Хиттингер.

Исследование опубликовано 29 апреля в журнале Nature Communications. На процесс подана заявка на патент.