셀 완전 인공 합성으로 게놈 2010년에 처음으로 보고되었으며 그로부터 최소한의 게놈 세포는 다음과 같이 파생되었습니다. 세포 분열 시 비정상적인 형태를 보였다. 최근 이 최소한의 세포에 유전자 그룹을 추가하여 정상적인 세포 분열을 회복했습니다.
세포는 1839년 Schleiden과 Schwann에 의해 제안된 이론으로 생명의 기본적인 구조적 기능적 단위입니다. 그 이후로 과학자들은 세포가 어떻게 성장하고 분열하는지 이해하기 위해 유전 암호를 완전히 해독하여 세포 기능을 이해하는 데 관심을 가져왔습니다. 비슷한 종류의 세포를 더 많이 생성합니다. 의 출현으로 DNA 시퀀싱을 통해 시퀀스를 해독하는 것이 가능해졌습니다. 게놈 이를 통해 생명의 기초를 이해하기 위해 세포 과정을 이해하려고 시도합니다. 1984년에 Morowitz는 가장 간단한 마이코플라스마 연구를 제안했습니다. 세포 자율적인 성장이 가능하며, 생명의 기본 원리를 이해합니다.
그 이후로 이를 줄이기 위한 여러 가지 시도가 이루어졌다. 게놈 모든 기본적인 세포 기능을 수행할 수 있는 세포를 생성하는 최소한의 숫자로 크기를 조정합니다. 실험은 먼저 마이코플라스마 마이코이데스(Mycoplasma mycoides)의 화학적 합성으로 이어졌습니다. 게놈 1079년에는 2010Kb로 JCVI-syn1.0으로 명명되었습니다. Hutchinson III et al.에 의해 JCVI-syn1.0에서 추가 삭제가 이루어졌습니다. (1) 3.0년에 JCVI-syn2016이 탄생했습니다. 게놈 531개의 유전자를 가진 473Kb의 크기와 180분의 배가 시간을 가졌으나 세포 분열 시 비정상적인 형태를 나타냈습니다. 아직 생물학적 기능이 알려지지 않은 149개의 유전자가 남아 있어 생명에 필수적인 아직 발견되지 않은 요소가 존재함을 암시합니다. 그러나 JCVI-syn3.0은 전체론의 원리를 적용하여 생명 기능을 조사하고 이해하기 위한 플랫폼을 제공합니다.게놈 디자인.
최근 29년 2021월 2일 Pelletier 등(3.0)은 JCVI syn19을 이용해 XNUMX개의 유전자를 도입해 세포분열과 형태학에 필요한 유전자를 이해했다. 게놈 JCVI syn3.0이 JCVI syn3.0과 유사한 형태를 갖는 JCVI syn1.0A를 생성합니다. 세포 분열시. 이들 7개의 유전자 중 19개에는 알려진 세포 분열 유전자 4개와 기능이 알려지지 않은 막 관련 단백질을 코딩하는 유전자 1.0개가 포함되어 있으며, 이는 함께 JCVI-synXNUMX의 표현형과 유사한 표현형을 복원했습니다. 이 결과는 게놈적으로 최소 세포에서 세포 분열과 형태의 다유전적 특성을 암시합니다.
JCVI syn3.0이 최소한의 기반으로 생존하고 증식할 수 있다는 사실을 고려하면 게놈, 이는 인간과 환경에 유익할 수 있는 다양한 기능을 갖는 다양한 세포 유형을 생성하기 위한 모델 유기체로 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 플라스틱을 용해시키는 유전자를 도입하여 만들어진 새로운 유기체가 생물학적 방식으로 플라스틱 분해에 사용될 수 있습니다. 마찬가지로 JCVI syn3.0에 광합성과 관련된 유전자를 추가하면 대기 중 이산화탄소를 사용하여 이산화탄소 수준을 낮추고 인류가 직면한 주요 기후 문제인 지구 온난화를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 이러한 실험은 일단 방출되면 통제하기 어려운 환경에서 슈퍼 유기체가 방출되지 않도록 최대한 주의해서 다루어야 합니다.
그럼에도 불구하고, 최소한의 게놈을 가진 세포를 갖고 생물학적으로 조작한다는 아이디어는 인류가 직면한 주요 문제와 궁극적인 생존을 해결할 수 있는 다양한 기능을 갖춘 다양한 세포 유형의 생성으로 이어질 수 있습니다. 그러나 완전 합성 세포의 생성과 기능적으로 합성된 세포의 생성에는 차이가 있습니다. 게놈. 이상적인 완전 합성 인공 세포는 합성된 세포로 구성됩니다. 게놈 합성된 세포질 성분과 함께, 이는 기술 발전이 정점에 도달함에 따라 과학자들이 조만간 달성하기를 원하는 위업입니다.
최근 개발은 성장과 분열이 가능한 완전 합성 세포를 만드는 디딤돌이 될 수 있습니다.
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참조 :
- Hutchison III C, Chuang R., et al 2016. 최소 박테리아의 설계 및 합성 게놈. 과학 25 2016년 351월: Vol. 6280, 6253호, aadXNUMX
DOI : https://doi.org/10.1126/science.aad6253
- Pelletier JF, Sun L., et al 2021. 게놈상 최소 세포에서 세포 분열을 위한 유전적 요구 사항. 셀. 게시: 29년 2021월 XNUMX일. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.008
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