วิกิพีเดียภาษาไทย
กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

จีโนมิกส์สังเคราะห์

เปลี่ยนทางจากหัวข้อย่อย

จีโนมิกส์สังเคราะห์เป็นสาขาใหม่ของชีววิทยาเชิงสังเคราะห์ที่ใช้แง่มุมของการดัดแปลงพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่แล้ว...

จีโนมิกส์สังเคราะห์

จีโนมิกส์สังเคราะห์เป็นสาขาใหม่ของชีววิทยาเชิงสังเคราะห์ที่ใช้แง่มุมของการดัดแปลงพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่แล้ว หรือการสังเคราะห์ยีนเทียมเพื่อสร้างดีเอ็นเอใหม่หรือสิ่งมีชีวิตใหม่ทั้งระบบ

ภาพรวม

จีโนมิกส์สังเคราะห์แตกต่างจากการดัดแปลงพันธุกรรมตรงที่ไม่ใช้ยีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิต อาจใช้ชุดคู่เบสที่ออกแบบขึ้นเองอย่างไรก็ตาม ในความหมายที่กว้างกว่าและยังไม่เกิดขึ้นจริงในปัจจุบัน จีโนมิกส์สังเคราะห์อาจใช้รหัสพันธุกรรมที่ไม่ประกอบด้วยคู่เบสสองคู่ของดีเอ็นเอที่สิ่งมีชีวิตใช้ในปัจจุบัน

การพัฒนาจีโนมิกส์สังเคราะห์มีความเกี่ยวข้องกับความสามารถทางเทคนิคและเทคโนโลยีใหม่ๆ ในสาขาพันธุศาสตร์ ความสามารถในการสร้าง สายโซ่ คู่เบส ยาวๆ ได้อย่างแม่นยำและราคาถูกในปริมาณมาก ทำให้นักวิจัยสามารถทำการทดลองกับจีโนมที่ไม่มีอยู่จริงในธรรมชาติได้ เมื่อผนวกกับการพัฒนา รูปแบบ การพับตัวของโปรตีนและต้นทุนการคำนวณที่ลดลง สาขาจีโนมิกส์สังเคราะห์จึงเริ่มเข้าสู่ช่วงเวลาแห่งความมีชีวิตชีวาและมีผลผลิตสูง

เทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม

หลังจากการค้นพบเอนไซม์ตัดจำเพาะและไลเกส ไม่นาน สาขาพันธุศาสตร์ก็เริ่มใช้เครื่องมือระดับโมเลกุลเหล่านี้ในการประกอบลำดับเทียมจากชิ้นส่วนดีเอ็นเอสังเคราะห์หรือดีเอ็นเอที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่มีขนาดเล็กกว่า ข้อดีของการใช้แนวทางการสร้างใหม่เมื่อเทียบกับการสังเคราะห์ดีเอ็นเออย่างต่อเนื่องนั้นมาจากความสัมพันธ์ผกผันระหว่างความยาวของดีเอ็นเอสังเคราะห์และความบริสุทธิ์ของความยาวสังเคราะห์นั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เมื่อคุณสังเคราะห์ลำดับที่ยาวขึ้น จำนวนโคลนที่มีข้อผิดพลาดก็จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากอัตราข้อผิดพลาดโดยธรรมชาติของเทคโนโลยีในปัจจุบัน[ 1 ]แม้ว่าเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสมจะถูกใช้บ่อยกว่าในการสร้างโปรตีนฟิวชั่นและพลาสมิดแต่ก็มีเทคนิคหลายอย่างที่มีศักยภาพมากขึ้นเกิดขึ้น ทำให้สามารถสร้างจีโนมทั้งหมดได้[ 2 ]

การประกอบวงจรพอลิเมอเรส

กระบวนการประกอบโดยใช้พอลิเมอเรสแบบวนซ้ำ ลูกศรสีน้ำเงินแสดงถึงโอลิโกนิวคลีโอไทด์ขนาด 40 ถึง 60 คู่เบส โดยมีส่วนที่ทับซ้อนกันประมาณ 20 คู่เบส กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำจนกว่าจะได้จีโนมสุดท้าย

การประกอบแบบวนรอบของพอลิเมอเรส (PCA) ใช้ชุดของโอลิโกนิวคลีโอไทด์ (หรือโอลิโก) ซึ่งมีความยาวประมาณ 40 ถึง 60 นิวคลีโอไทด์ ซึ่งรวมกันเป็นสาย DNA ทั้งสองสายที่กำลังสังเคราะห์ โอลิโกเหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้โอลิโกเดี่ยวจากสายหนึ่งมีความยาวประมาณ 20 นิวคลีโอไทด์ที่ปลายแต่ละด้านซึ่งเป็นส่วนเสริมกับลำดับของโอลิโกสองตัวที่แตกต่างกันบนสายตรงข้าม จึงสร้างบริเวณที่ทับซ้อนกัน ชุดทั้งหมดจะถูกประมวลผลผ่านวงจรดังต่อไปนี้: (ก) การผสมที่อุณหภูมิ 60 °C; (ข) การยืดตัวผ่านพอลิเมอเรส Taqและไลเกสมาตรฐาน; และ (ค) การแยกสายที่อุณหภูมิ 95 °C ทำให้เกิดสายที่ต่อเนื่องกันยาวขึ้นเรื่อยๆ และในที่สุดก็จะได้จีโนมสุดท้าย[ 3 ] PCA ถูกใช้เพื่อสร้างจีโนมสังเคราะห์ตัวแรกในประวัติศาสตร์ นั่นคือจีโนมของไวรัสPhi X 174 [ 4 ]

วิธีการประกอบแบบกิบสัน

วิธีการประกอบแบบกิบสัน ลูกศรสีน้ำเงินแสดงถึงแคสเซ็ตดีเอ็นเอ ซึ่งอาจมีขนาดใดก็ได้ เช่น แต่ละแคสเซ็ตมีขนาด 6 กิโลเบส ส่วนสีส้มแสดงถึงบริเวณที่มีลำดับดีเอ็นเอเหมือนกัน กระบวนการนี้สามารถดำเนินการได้โดยใช้แคสเซ็ตเริ่มต้นหลายแคสเซ็ต

วิธีการประกอบจีโนมแบบกิบสัน (Gibson assembly ) ซึ่งคิดค้นโดยแดเนียล กิบสัน ในช่วงที่เขาทำงานอยู่ที่สถาบันเจ. เครก เวนเตอร์ (J. Craig Venter Institute ) นั้น ต้องใช้ชุดของดีเอ็นเอแบบสองสาย (double-stranded DNA cassettes) ที่ประกอบกันเป็นจีโนมทั้งหมดที่จะสังเคราะห์ขึ้น โปรดทราบว่า cassettes แตกต่างจาก contigs โดยนิยาม เนื่องจากลำดับเหล่านี้มีส่วนที่มีความคล้ายคลึงกับ cassettes อื่นๆ เพื่อวัตถุประสงค์ในการรวม ตัว กัน ในทางตรงกันข้ามกับการประกอบจีโนมด้วยเอนไซม์พอลิเมอเรส (Polymerase Cycling Assembly) การประกอบจีโนมแบบกิบสันเป็นปฏิกิริยาแบบขั้นตอนเดียว อุณหภูมิคงที่ และมีความสามารถในการสังเคราะห์ลำดับที่มีความยาวมากกว่า ดังนั้นจึงใช้แทนการประกอบจีโนมด้วยเอนไซม์พอลิเมอเรสสำหรับจีโนมที่มีขนาดใหญ่กว่า 6 กิโลเบส (kb)

เอ็กโซนิวคลี เอส T5ทำปฏิกิริยากัดกลับที่ส่วนปลาย โดยทำงานในทิศทาง 5' ถึง 3' ทำให้เกิดส่วนยื่นที่เสริมกัน ส่วนยื่นเหล่านี้จะไฮบริดิเซตกัน โพลีเมอเรส DNA ของ Phusionจะเติมนิวคลีโอไทด์ที่ขาดหายไป และรอยแตกจะถูกปิดด้วยไลเกส อย่างไรก็ตาม จีโนมที่สามารถสังเคราะห์ได้โดยใช้วิธีนี้เพียงอย่างเดียวนั้นมีจำกัด เนื่องจากเมื่อแคสเซ็ต DNA มีความยาวเพิ่มขึ้น จะต้องมีการขยายพันธุ์ในหลอดทดลองเพื่อให้เกิดการไฮบริดิเซตต่อไป ดังนั้น การประกอบแบบ Gibson จึงมักใช้ร่วมกับการรวมตัวใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง (ดูด้านล่าง) เพื่อสังเคราะห์จีโนมที่มีขนาดหลายร้อยกิโลเบส[ 5 ]

การรวมตัวใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง

การโคลนนิ่งแบบซ่อมแซมช่องว่าง ลูกศรสีน้ำเงินแสดงถึงคอนติ๊กของ DNA ส่วนที่มีสีเดียวกันแสดงถึงลำดับที่เสริมกันหรือเหมือนกัน ไพรเมอร์เฉพาะที่มีส่วนขยายจะถูกใช้ในปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสเพื่อสร้างบริเวณที่มีความเหมือนกันที่ปลายสุดของคอนติ๊ก DNA

เป้าหมายของ เทคโนโลยี การรวมตัวใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง (TAR) ในจีโนมิกส์สังเคราะห์คือการรวมคอนทิก DNA โดยใช้การรวมตัวใหม่แบบโฮโมโลกัสที่ดำเนินการโดยโครโมโซมเทียมของยีสต์ (YAC) องค์ประกอบ CEN ภายในเวกเตอร์ YAC มีความสำคัญ ซึ่งสอดคล้องกับเซนโทรเมียร์ของยีสต์ ลำดับนี้ทำให้เวกเตอร์มีความสามารถในการประพฤติตัวในลักษณะของโครโมโซม จึงทำให้สามารถทำการรวมตัวใหม่แบบโฮโมโลกัสได้[ 6 ]

การรวมตัวกันใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง (Transformation-Associated Recombination) เหตุการณ์ครอสโอเวอร์เกิดขึ้นระหว่างบริเวณที่มีความเหมือนกันในแคสเซ็ตและเวกเตอร์ YAC ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อลำดับดีเอ็นเอขนาดเล็กเข้าด้วยกันเป็นคอนติ๊กขนาดใหญ่ขึ้น

ขั้นแรกทำการโคลนนิ่งแบบซ่อมแซมช่องว่าง เพื่อสร้างบริเวณที่มีความเหมือนกันซึ่งอยู่ขนาบข้างคอนทิกของ DNA การโคลนนิ่งแบบซ่อมแซมช่องว่างเป็นรูปแบบเฉพาะของ ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิ เมอเรส ซึ่งใช้ไพรเมอร์ พิเศษที่มีส่วนขยายเกินกว่าลำดับของเป้าหมาย DNA [ 7 ]จากนั้น นำแคสเซ็ต DNA ไปสัมผัสกับเวกเตอร์ YAC ซึ่งขับเคลื่อนกระบวนการรวมตัวกันแบบโฮโมโลจัส ทำให้แคสเซ็ต DNA เชื่อมต่อกัน เทคโนโลยี Polymerase Cycling Assembly และ TAR ถูกนำมาใช้ร่วมกันเพื่อสร้าง จีโนม Mycoplasma genitalium ขนาด 600 kb ในปี 2008 ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ตัวแรกที่เคยสร้างขึ้น[ 8 ]ขั้นตอนที่คล้ายกันนี้ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ จีโนม Mycoplasma mycoides ที่มีขนาดใหญ่กว่า ในอีกไม่กี่ปีต่อมา[ 9 ]

จีโนมทั้งหมดและสิ่งมีชีวิตที่สามารถดำรงชีวิตได้

นักวิจัยสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ได้เป็นครั้งแรกในปี 2010 [ 10 ]ความก้าวหน้านี้เกิดขึ้นจากบริษัทSynthetic Genomics, Inc.ซึ่งยังคงเชี่ยวชาญในการวิจัยและการค้าจีโนมที่ออกแบบเอง[ 11 ] โครงการ " Mycoplasma laboratorium " (Synthia) นี้ประกอบด้วยจีโนมขนาด 600 kbp (คล้ายกับของMycoplasma mycoidesยกเว้นการแทรก watermark บางส่วน) โดยใช้ วิธี การประกอบแบบ Gibsonและ Transformation Associated Recombination จีโนมนี้ถูกแทรกเข้าไปในเปลือกที่ปราศจาก DNA ของMycoplasma capricolumเพื่อสร้างแบคทีเรียที่มีชีวิตและสามารถแบ่งตัวได้ สายพันธุ์นี้ได้รับการลดขนาดและปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นตั้งแต่นั้นมา[ 12 ] [ 13 ]

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2562 จีโนม E. coli ฉบับสมบูรณ์ ที่ได้รับการดัดแปลงให้ใช้เพียง 61 โคดอนจากทั้งหมด 64 โคดอนที่เป็นไปได้ เรียกว่า Syn61 ได้รับการสังเคราะห์ขึ้น โดยประกอบขึ้นจากการถ่ายทอดยีนระหว่างแบคทีเรียส่งผลให้เกิดสายพันธุ์แบคทีเรียที่มีชีวิตและสามารถแบ่งตัวได้[ 14 ]

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2562 นักวิทยาศาสตร์ที่ETH Zurichได้ดัดแปลง จีโนม ของ Caulobacter crescentusโดยใช้อัลกอริทึมคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแผนที่โครงสร้างของจีโนมทั้งหมด โดยปรับให้เหมาะสมเพื่อความเสถียร การทำงาน และความง่ายในการสังเคราะห์ พวกเขาเรียกผลลัพธ์นี้ว่า "Caulobacter ethensis 2.0" แต่ถึงแม้จะผลิตโมเลกุลจีโนม DNA ที่สมบูรณ์ได้ พวกเขาก็ไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างเซลล์แบคทีเรียที่มีชีวิตและแบ่งตัวได้ซึ่งมีจีโนมนี้[ 15 ] [ 16 ]หากพวกเขาประสบความสำเร็จในการสร้างเวอร์ชันที่มีชีวิตในอนาคต มันจะพิสูจน์ได้ว่าเป็นก้าวสำคัญในการปรับแต่งจีโนมของจุลินทรีย์ในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ พลังงาน และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม[ 17 ]บทความในปี พ.ศ. 2564 วิเคราะห์ความแตกต่างในการถอดรหัสยีนระหว่างจีโนมธรรมชาติและเวอร์ชันสังเคราะห์ โดยแนะนำวิธีการทำให้จีโนมสังเคราะห์ทำงานได้ การกลายพันธุ์ที่เป็นกลางจำนวนมากที่คอมพิวเตอร์นำมาใช้กลับกลายเป็นว่าเปลี่ยนแปลงระบบควบคุมที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน[ 18 ]

ในปี 2025 นักวิจัยรายงานว่าพวกเขาสร้างสายพันธุ์E. coli "Syn57" ใหม่ ซึ่งกำจัดการใช้โคดอน 7 จาก 64 โคดอนออกไปอย่างสมบูรณ์[ 19 ]

คู่เบสที่ไม่เป็นธรรมชาติ (UBP)

คู่เบสที่ไม่เป็นธรรมชาติ (UBP) คือหน่วยย่อย (หรือนิวคลีโอเบส ) ของDNA ที่ออกแบบขึ้น ซึ่งสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการและไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ในปี 2012 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน นำโดยFloyd E. Romesbergนักชีววิทยาเคมีที่สถาบันวิจัย Scrippsในซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย ได้ตีพิมพ์ว่าทีมของเขาออกแบบคู่เบสที่ไม่เป็นธรรมชาติ (UBP) [ 20 ] นิวคลีโอ ไทด์เทียมใหม่สองชนิดหรือคู่เบสที่ไม่เป็นธรรมชาติ (UBP) ได้รับการตั้งชื่อว่าd5SICSและdNaMในทางเทคนิคมากขึ้น นิวคลีโอไทด์เทียมเหล่านี้ที่มี นิวคลี โอเบส ที่ไม่ชอบน้ำ มี วงแหวนอะโรมาติกสองวงที่หลอมรวมกันซึ่งก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ (d5SICS–dNaM) หรือคู่เบสใน DNA [ 21 ] [ 22 ]ในปี 2014 ทีมเดียวกันจากสถาบันวิจัย Scripps ได้รายงานว่าพวกเขาสังเคราะห์ดีเอ็นเอวงกลมส่วนหนึ่งที่เรียกว่าพลาสมิดซึ่งประกอบด้วยคู่เบส TA และ CG ตามธรรมชาติ พร้อมกับ UBP ที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดที่ห้องปฏิบัติการของ Romesberg ออกแบบ และแทรกเข้าไปในเซลล์ของแบคทีเรียทั่วไปE. coliซึ่งสามารถจำลองคู่เบสที่ไม่เป็นธรรมชาติได้สำเร็จผ่านหลายรุ่น[ 23 ]นี่เป็นตัวอย่างแรกที่ทราบกันดีของสิ่งมีชีวิตที่ส่งต่อรหัสพันธุกรรมที่ขยายไปยังรุ่นต่อๆ ไป[ 21 ] [ 24 ] สิ่งนี้สำเร็จได้ส่วนหนึ่งโดยการเพิ่มยีนสาหร่ายที่สนับสนุนซึ่งแสดงออกถึง ตัวขนส่ง นิวคลีโอไทด์ไตรฟอสเฟตซึ่งนำเข้าไตรฟอสเฟตของทั้ง d5SICSTP และ dNaMTP เข้าสู่แบคทีเรียE. coli ได้อย่างมีประสิทธิภาพ [ 21 ]จากนั้น เส้นทางการจำลองแบบของแบคทีเรียตามธรรมชาติจะใช้ไตรฟอสเฟตเหล่านี้เพื่อจำลองพลาสมิดที่มี d5SICS–dNaM ได้อย่างแม่นยำ

การรวมคู่เบสที่สามที่ประสบความสำเร็จถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการบรรลุเป้าหมายของการขยายจำนวนกรดอะมิโนที่สามารถเข้ารหัสโดย DNA ได้อย่างมาก จากเดิม 20 กรดอะมิโน เป็น 172 กรดอะมิโนตามทฤษฎีที่เป็นไปได้ ซึ่งจะช่วยขยายศักยภาพของสิ่งมีชีวิตในการสร้างโปรตีนใหม่ๆ[ 23 ]สายDNAเทียมยังไม่ได้เข้ารหัสอะไรเลย แต่เหล่านักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าอาจได้รับการออกแบบเพื่อผลิตโปรตีนใหม่ๆ ซึ่งอาจมีประโยชน์ในอุตสาหกรรมหรือเภสัชกรรม[ 25 ]

ดูเพิ่มเติม

เอกสารอ้างอิง

  1. ^ Montague, Michael G; Lartigue, Carole; Vashee, Sanjay (2012). "จีโนมิกส์สังเคราะห์: ศักยภาพและข้อจำกัด" Current Opinion in Biotechnology . 23 (5): 659– 665. doi : 10.1016/j.copbio.2012.01.014 . PMID  22342755 .
  2. ^ Gibson, Daniel ( 2011). ชีววิทยาเชิงสังเคราะห์ ภาค B: การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยและการประกอบดีเอ็นเอ บทที่สิบห้า - การประกอบชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่ซ้อนทับกันด้วยเอนไซม์ สำนักพิมพ์ Academic Press หน้า  349–361 ISBN 978-0-12-385120-8.
  3. ^ Stemmer, Willem PC; Crameri, Andreas; Ha, Kim D.; Brennan, Thomas M.; Heyneker, Herbert L. (1995-10-16). "การประกอบยีนและพลาสมิดทั้งหมดในขั้นตอนเดียวจากโอลิโกดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์จำนวนมาก" Gene . 164 (1): 49– 53. doi : 10.1016/0378-1119(95)00511-4 . PMID 7590320 . 
  4. ^ Smith, Hamilton O.; Hutchison, Clyde A.; Pfannkoch, Cynthia; Venter, J. Craig (2003-12-23). ​​"การสร้างจีโนมสังเคราะห์โดยการประกอบจีโนมทั้งหมด: แบคทีริโอเฟจ φX174 จากโอลิโกนิวคลีโอไทด์สังเคราะห์" Proceedings of the National Academy of Sciences . 100 ( 26): 15440– 15445. Bibcode : 2003PNAS..10015440S . doi : 10.1073/pnas.2237126100 . ISSN 0027-8424 . PMC 307586 . PMID 14657399 .   
  5. ^ Gibson, Daniel G; Young, Lei; Chuang, Ray-Yuan; Venter, J Craig; Hutchison, Clyde A; Smith, Hamilton O (2009-04-12). "การประกอบโมเลกุล DNA ด้วยเอนไซม์จนถึงหลายร้อยกิโลเบส" Nature Methods . 6 (5): 343– 345. doi : 10.1038/nmeth.1318 . PMID 19363495 . S2CID 1351008 .  
  6. ^ Kouprina, Natalay; Larionov, Vladimir (2003-12-01). "การใช้ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ในการศึกษาการจัดระเบียบและวิวัฒนาการของจีโนมที่ซับซ้อน" . FEMS Microbiology Reviews . 27 (5): 629– 649. doi : 10.1016/S0168-6445(03)00070-6 . ISSN 1574-6976 . PMID 14638416 .  
  7. ^ Marsischky, Gerald; LaBaer, ​​Joshua (15 ตุลาคม 2547). "หลายเส้นทางสู่โคลนจำนวนมาก: การเปรียบเทียบวิธีการโคลนนิ่งแบบความเร็วสูง" . Genome Research . 14 (10b): 2020– 2028. doi : 10.1101/gr.2528804 . ISSN 1088-9051 . PMID 15489321 .  
  8. ^ Gibson, Daniel G.; Benders, Gwynedd A.; Andrews-Pfannkoch, Cynthia; Denisova, Evgeniya A.; Baden-Tillson, Holly; Zaveri, Jayshree; Stockwell, Timothy B.; Brownley, Anushka; Thomas, David W. (2008-02-29). "การสังเคราะห์ทางเคมี การประกอบ และการโคลนนิ่งจีโนมของ Mycoplasma genitalium อย่างสมบูรณ์" Science . 319 (5867): 1215– 1220. Bibcode : 2008Sci...319.1215G . doi : 10.1126/science.1151721 . ISSN 0036-8075 . PMID 18218864 . S2CID 8190996 .   
  9. ^ Gibson, Daniel G.; Glass, John I.; Lartigue, Carole; Noskov, Vladimir N.; Chuang, Ray-Yuan; Algire, Mikkel A.; Benders, Gwynedd A.; Montague, Michael G.; Ma, Li (2010-07-02). "การสร้างเซลล์แบคทีเรียที่ควบคุมโดยจีโนมที่สังเคราะห์ทางเคมี" Science . 329 (5987): 52– 56. Bibcode : 2010Sci...329...52G . doi : 10.1126/science.1190719 . ISSN 0036-8075 . PMID 20488990 .  
  10. ^ Hotz, Robert Lee. "นักวิทยาศาสตร์สร้างสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์" . Wall Street Journal . ISSN 0099-9660 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2015-01-29 . สืบค้นเมื่อ2015-09-23 . 
  11. ^ "บริษัท ซินเทติก จีโนมิกส์ จำกัด - ธุรกิจของเรา" . www.syntheticgenomics.com . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2015-10-01 . เรียกดูเมื่อ2015-09-26 .
  12. ^ "การประเมินขนาดของ 'เซลล์สังเคราะห์'" . Nature . พฤษภาคม 2010. doi : 10.1038/news.2010.255 .
  13. ^ Montague, Michael G; Lartigue, Carole; Vashee, Sanjay (2012-01-01). "จีโนมิกส์สังเคราะห์: ศักยภาพและข้อจำกัด" Current Opinion in Biotechnology . 23 (5): 659– 665. doi : 10.1016/j.copbio.2012.01.014 . PMID 22342755 . 
  14. ↑เฟรเดนส์, จูเลียส; วังไก่หาง; เดอ ลา ตอร์เร, แดเนียล; ฟังค์, หลุยส์ เอฟเอช; โรเบิร์ตสัน, เวสลีย์ อี.; คริสโตวา, ยอนกา; เจีย, เทียนซุน; ชมิด, โวล์ฟกัง เอช.; ดังเคิลมันน์, แดเนียล แอล.; เบราเน็ก, วาคลาฟ; อุตตมปินันท์, ชยสิทธิ์; ลามาซาเรส, อันเดรส กอนซาเลซ; เอลเลียต, โทมัส เอส.; ชิน, เจสัน ดับเบิลยู. (23 พฤษภาคม 2019) "การสังเคราะห์เชื้อ Escherichia coli ทั้งหมดด้วยจีโนมที่เข้ารหัสใหม่ " ธรรมชาติ . 569 (7757): 514– 518. Bibcode : 2019Natur.569..514F . ดอย : 10.1038/s41586-019-1192-5 . PMC 7039709 . PMID31092918 .​  
  15. ^ ETH Zurich (1 เมษายน 2019). "จีโนมแบคทีเรียตัวแรกที่สร้างขึ้นโดยใช้คอมพิวเตอร์ทั้งหมด" . EurekAlert! . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 8 ตุลาคม 2019 . สืบค้นเมื่อ2 เมษายน 2019 .
  16. ^ Venetz, Jonathan E. และคณะ (1 เมษายน 2562). "การสังเคราะห์ทางเคมีเพื่อเขียนจีโนมแบคทีเรียใหม่เพื่อให้ได้ความยืดหยุ่นในการออกแบบและการทำงานทางชีวภาพ" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 116 (16): 8070– 8079. Bibcode : 2019PNAS..116.8070V . doi : 10.1073/pnas.1818259116 . PMC 6475421. PMID 30936302 .  
  17. ^ Venetz, Jonathan E.; Del Medico, Luca; Wölfle, Alexander; Schächle, Philipp; Bucher, Yves; Appert, Donat; Tschan, Flavia; Flores-Tinoco, Carlos E.; van Kooten, Mariëlle; Guennoun, Rym; Deutsch, Samuel; Christen, Matthias; Christen, Beat (2019-04-16). "การสังเคราะห์ทางเคมีเพื่อเขียนจีโนมแบคทีเรียใหม่เพื่อให้ได้ความยืดหยุ่นในการออกแบบและฟังก์ชันทางชีวภาพ" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 116 (16): 8070– 8079. Bibcode : 2019PNAS..116.8070V . doi : 10.1073/pnas.1818259116 . ISSN 1091-6490 . PMC 6475421 . PMID 30936302 .   
  18. ^ Van Kooten, Mariëlle JFM; Scheidegger, Clio A.; Christen, Matthias; Christen, Beat (2021). "ภูมิทัศน์การถอดรหัสของจีโนมแบคทีเรียที่เขียนใหม่เผยให้เห็นองค์ประกอบควบคุมและหลักการออกแบบจีโนม" Nature Communications 12 ( 1) 3053. Bibcode : 2021NatCo..12.3053V . doi : 10.1038/s41467-021-23362-y . PMC 8144410 . PMID 34031412 .  
  19. ↑โรเบิร์ตสัน, เวสลีย์ อี.; เรห์ม, ฟาเบียน บีเอช; สปิงค์, มาร์ติน; ชูมันน์, ราฟฟาเอล แอล.; เทียน หรงเจิน; หลิวเว่ย; กู่ หยางฉี; คลีเฟลด์ท, อัสการ์ เอ.; วัน ซิซิลี เอฟ.; หลิว คิม ซี.; คริสโตวา, ยอนกา; ซูร์เชอร์, เจอโรม เอฟ.; โบเก้, ฟรานซ์ แอล.; บีร์นบัม, ยาคอบ; ฟาน บิสเตอร์เวลด์ท, ลินดา; ชิน, เจสัน ดับเบิลยู. (31 กรกฎาคม 2568) "เชื้อ Escherichia coli ที่มีรหัสพันธุกรรม 57 โคดอน " วิทยาศาสตร์อีดี4368. bioRxiv 10.1101/2025.05.02.651837 . ดอย : 10.1126/science.ady4368 . PMID40743368 .​  
  20. ^ Malyshev, Denis A.; Dhami, Kirandeep; Quach, Henry T.; Lavergne, Thomas; Ordoukhanian, Phillip (24 กรกฎาคม 2012). "การจำลองดีเอ็นเอที่มีเบสคู่ที่สามอย่างมีประสิทธิภาพและไม่ขึ้นกับลำดับ ทำให้เกิดอักษรพันธุกรรมหกตัวที่ใช้งานได้" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 109 (30): 12005– 12010. Bibcode : 2012PNAS..10912005M . doi : 10.1073/pnas.1205176109 . PMC 3409741. PMID 22773812 .  
  21. ↑ a b c Malyshev, เดนิส เอ.; ดามี, กีรานดีพ; ลาแวร์ญ, โธมัส; เฉิน ถิงเจียน; ไดน่าน; ฟอสเตอร์ เจเรมี เอ็ม.; คอร์เรีย, อีวาน อาร์.; Romesberg, Floyd E. (7 พฤษภาคม 2014) “สิ่งมีชีวิตกึ่งสังเคราะห์ที่มีอักษรพันธุกรรมขยายออกไป” . ธรรมชาติ . 509 (7500): 385– 8. Bibcode : 2014Natur.509..385M . ดอย : 10.1038/nature13314 . PMC 4058825 . PMID24805238 .​  
  22. ^ Callaway, Ewan (7 พฤษภาคม 2014). "นักวิทยาศาสตร์สร้างสิ่งมีชีวิตชนิดแรกด้วยดีเอ็นเอ 'เทียม'" . Nature News . Huffington Post. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 29 พฤษภาคม 2018 . สืบค้นเมื่อ8 พฤษภาคม 2014 .
  23. ^ a b Fikes, Bradley J. (8 พฤษภาคม 2014). "สิ่งมีชีวิตที่ถูกสร้างขึ้นด้วยรหัสพันธุกรรมที่ขยายออกไป" . San Diego Union Tribune . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 9 พฤษภาคม 2014 . สืบค้นเมื่อ8 พฤษภาคม 2014 .
  24. ^แซมเปิล, เอียน (7 พฤษภาคม 2014). "สิ่งมีชีวิตรูปแบบแรกที่ส่งต่อดีเอ็นเอเทียมที่สร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสหรัฐฯ"เดอะการ์เดียน. สืบค้นเมื่อ8 พฤษภาคม 2014 .
  25. ^พอลแล็ค, แอนดรูว์ (7 พฤษภาคม 2014). "นักวิทยาศาสตร์เพิ่มตัวอักษรลงในอักษรของดีเอ็นเอ สร้างความหวังและความกลัว"นิวยอร์กไทมส์ . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 8 พฤษภาคม 2014. สืบค้นเมื่อ8 พฤษภาคม 2014 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Synthetic_genomics&oldid=1356864815 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ จีโนมิกส์สังเคราะห์

จีโนมิกส์สังเคราะห์เป็นสาขาใหม่ของชีววิทยาเชิงสังเคราะห์ที่ใช้แง่มุมของการดัดแปลงพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่แล้ว...

ภาพรวม

จีโนมิกส์สังเคราะห์แตกต่างจากการดัดแปลงพันธุกรรมตรงที่ไม่ใช้ยีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิต อาจใช้ชุดคู่เบสที่ออกแบบขึ้นเองอย่างไรก็ตาม ในความหมายที่กว้างกว่าและยังไม่เกิดขึ้นจริงในปัจจุบัน...

เทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม

หลังจากการค้นพบเอนไซม์ตัดจำเพาะและไลเกส ไม่นาน สาขาพันธุศาสตร์ก็เริ่มใช้เครื่องมือระดับโมเลกุลเหล่านี้ในการประกอบลำดับเทียมจากชิ้นส่วนดีเอ็นเอสังเคราะห์หรือดีเอ็นเอที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่มีขนาดเล็กกว่า...

การประกอบวงจรพอลิเมอเรส

กระบวนการประกอบโดยใช้พอลิเมอเรสแบบวนซ้ำ ลูกศรสีน้ำเงินแสดงถึงโอลิโกนิวคลีโอไทด์ขนาด 40 ถึง 60 คู่เบส โดยมีส่วนที่ทับซ้อนกันประมาณ 20 คู่เบส กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำจนกว่าจะได้จีโนมสุดท้ายการประกอบแบบวนรอบของพอลิเมอเรส (PCA) ใช้ชุดของโอลิโกนิวคลีโอไทด์...