ساخت نخستین ژنوم باکتریایی با استفاده از الگوریتم کامپیوتری

علت زنگ زدن گوش چیست؟
خرداد ۲۱, ۱۳۹۸
امواج موبایل
آسیب مغزی حاصل از ۳۰ دقیقه قرار گرفتن روزانه در معرض امواج موبایل
خرداد ۲۴, ۱۳۹۸
ساخت نخستین ژنوم باکتریایی با استفاده از الگوریتم کامپیوتری

دانشمندان به روش جدیدی دست یافتند که به موجب آن تولید مولکول‌های بزرگ DNA که محتوی صد‌ها ژن هستند را ساده می‌کند. با استفاده از این روش، آن‌ها اولین ژنوم باکتری را ساختند که الگوریتمی رایانه‌ای آن را کاملا طراحی کرده بود. کالو باکتر اتنسیس ۲٫۰ (  Caulobacter ethensis-2.0) اولین ژنوم تولید شده‌ی رایانه‌ای است که براساس ژنوم باکتری بی آزار آب‌های شیرین به نام کالوباکترکرسنتوس (Caulobacter  crescentus ) ساخته شده، این باکتری باعث ایجاد بیماری نمی‌شود لذا کاندیدای مناسبی برای مطالعه زندگی باکتری‌ها در آزمایشگاه است. ژنوم این باکتری شامل ۴۰۰۰ ژن است که تنها ۶۸۰ مورد از آن‌ها برای بقای این گونه در آزمایشگاه ضروری است. برای سنتز کردن بخش‌های ژنوم به ساده ترین شکل ممکن و سپس پیوند دادن تمام بخش‌ها به شیوه‌ای ساده به هم، دانشمندان به طور کامل توالی ژنوم را بدون تغییر اطلاعات ژنتیکی واقعی درسطح پروتئین ساده کردند. برای ساده سازی ژنوم‌ها آزادی عمل فراوانی وجود دارد، زیرا زیست شناسی افزونگی‌هایی برای ذخیره اطلاعات ژنتیکی دارد. برای مثال برای بسیاری از اجزای پروتئین (آمینواسید‌ها)، دو یا چهار یا حتی بیشتر از این تعداد امکان برای نوشتن اطلاعاتشان در DNA وجود دارد. الگوریتم ارائه شده‌ی دانشمندان از این افزونگی کد ژنتیکی استفاده بهینه می‌کند. از این رو پژوهشگران توالی ایده آل DNA را برای سنتز ژنوم محاسبه نموده و بدین ترتیب، ژنوم خود را به توالی جدیدی از حروف DNA کاملا باز نویسی کردند که دیگر مشابه توالی اصلی نیست اما عملکرد زیستی آن در سطح پروتئین یکسان باقی مانده است. علیرغم اینکه نسخه فعلی ژنوم هنوز بی‌نقص وکامل نیست اما سیستم‌های بیولوژیکی به روشی ساده ساخته می‌شوند که درآینده، قادر خواهیم بود باتوجه به اهدافمان، مشخصات دلخواهمان را روی کامپیوتر طراحی کنیم و سپس آن را بسازیم.  از این میکروارگانیسم‌های مصنوعی می‌توان در تولید مولکول‌های پیچیده دارویی فعال یا ویتامین‌ها و همچنین تولید واکسن‌های  DNAبهره جست.

Free WordPress Themes