ชุดเครื่องมือที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้เปลี่ยนเชื้อราที่ทำลายไม้ให้กลายเป็นคู่ค้าของพืช
ขุดใต้ต้นไม้แล้วคุณจะเจอกองทัพเชื้อรา เว็บสล็อตเชื้อราไมคอร์ไรซาส่วนใหญ่อาศัยอยู่ท่ามกลางรากพืช ได้น้ำตาลจากพืชเพื่อแลกกับการจัดหาแร่ธาตุที่เก็บเกี่ยวจากดิน นานก่อนที่เชื้อราจะทำการค้าขายกับเจ้าของพืช บรรพบุรุษของเชื้อราของพวกมันส่วนใหญ่เป็นผู้ย่อยสลาย ทำลายไม้จากต้นไม้ที่ตายแล้ว ความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกันกับพืชที่มีชีวิตมีวิวัฒนาการมาอย่างไร?
นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์จีโนมของเชื้อรา 49 ชนิดเพื่อค้นหา พวกเขาค้นพบชุดเครื่องมือของยีน symbiosis ที่วิวัฒนาการอย่างอิสระในเชื้อราที่แตกต่างกันสองสามครั้งภายใน 200 ล้านปีที่ผ่านมา นักวิจัยจากสถาบันจีโนมร่วมของกระทรวงพลังงานสหรัฐ สถาบันวิจัยการเกษตรแห่งชาติฝรั่งเศส และมหาวิทยาลัยคลาร์กในเมืองวูสเตอร์ รัฐแมสซาชูเซตส์ รายงานผลในวันที่ 23 กุมภาพันธ์ในวารสาร Nature Genetics
เชื้อราเหล่านี้ยังคงมียีนสองสามยีนสำหรับเอ็นไซม์ที่ทำลายผนังเซลล์พืช เช่นเดียวกับโปรตีนที่เชื่อมโยงกับวิถีชีวิตแบบพึ่งพาอาศัยกัน ยีนเหล่านี้บางส่วน – มากถึง 38 เปอร์เซ็นต์ – มีลักษณะเฉพาะสำหรับสปีชีส์เดียว บ่งชี้ว่ายีนใหม่ ๆ มักเกิดขึ้นค่อนข้างบ่อยในความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน
แก้ไขที่เหมาะสมยิ่ง
Cas9 ไม่ได้ถูกตำหนิทั้งหมดสำหรับความยุ่งเหยิงที่เกิดขึ้นเมื่อมันทำให้เกิดการแตกหักแบบสองเกลียวโดยผ่าผ่านรางทั้งสองของบันได DNA David Liu นักชีววิทยาเคมีแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวว่า “การตอบสนองของเซลล์ต่อการแตกเป็นเกลียวสองเส้นเป็นสาเหตุของปัญหามากมาย วิธีการทั่วไปของเซลล์ในการแก้ไขการละเมิด DNA คือการติดกาวที่ส่วนที่ตัดกลับเข้าหากัน แต่บ่อยครั้งที่ฐานบางส่วนหายไปหรือบิตติดค้างในที่ที่ไม่ได้เป็นของ ผลที่ได้คือ “การทำลายทรัพย์สินมากกว่าการแก้ไข” หลิวกล่าวโดยอ้างคำพูดของจอร์จเชิร์ชเพื่อนร่วมงานของฮาร์วาร์ด
หลิวต้องการตัวแก้ไขยีนที่ไม่ก่อให้เกิดการทำลายล้าง: ยีนที่สามารถ ก) ไปที่ไซต์เฉพาะในยีน และ ข) เปลี่ยนฐานดีเอ็นเอเฉพาะที่นั่น ทั้งหมดนี้โดยไม่ต้องตัดดีเอ็นเอ ไม่มีเครื่องมือนี้ แต่ใน Cas9 Liu และเพื่อนร่วมงานเห็นการสร้างเครื่องมือดังกล่าว หากพวกเขาปรับแต่งได้เพียงเล็กน้อย
พวกเขาเริ่มต้นด้วยการทำให้ขอบคมของ Cas9 ทื่อและฆ่าเอนไซม์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ Cas9 ที่ “ตายแล้ว” ยังคงสามารถจับ RNA ของไกด์และขี่ไปยังจุดหมายปลายทางได้ แต่มันไม่สามารถผ่าสายคู่ของ DNA ได้ Liu และเพื่อนร่วมงานได้แนบเอ็นไซม์การโบกรถ ซึ่งมีหน้าที่ในการเริ่มต้นขั้นตอนต่างๆ ในการเปลี่ยน DNA base C เป็น T หรือ G เป็น A นักวิจัยต้องแก้ไขระบบด้วยวิธีอื่นเพื่อให้ได้การเปลี่ยนแปลง ที่จะติด. เมื่อพวกเขาแก้ไขข้อบกพร่องแล้ว พวกเขาสามารถทำการเปลี่ยนแปลงคู่เบสคู่อย่างถาวรใน 15 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ของ DNA ที่พวกเขากำหนดเป้าหมายโดยไม่ต้องแนะนำการแทรกและการลบแบบที่การแก้ไข CRISPR แบบเดิมมักทำ Liu และผู้ทำงานร่วมกันรายงานความสำเร็จในNatureในเดือนพฤษภาคม บรรณาธิการฐานที่คล้ายกันรายงานในScienceในเดือนสิงหาคมโดยนักวิจัยในญี่ปุ่น อาจมีประโยชน์ในการแก้ไข DNA ในแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่ไม่สามารถทนต่อการตัด DNA ของพวกมันได้
มีการแลกเปลี่ยนเบสของ DNA ที่เป็นไปได้ 12 แบบ เอนไซม์เดินรถที่หลิวใช้ ไซทิดีน ดีอะมิเนส สามารถทำการแลกเปลี่ยนสองครั้งได้ Liu และคนอื่นๆ กำลังทำงานเพื่อหลอมรวมเอ็นไซม์กับ Cas9 ที่สามารถทำอีก 10 ชนิดได้ หลิวกล่าวว่าผู้โบกรถด้วยเอนไซม์อื่น ๆ อาจทำให้สามารถแก้ไขฐาน DNA เดี่ยวได้ตามต้องการ สามารถใช้ตัวแก้ไขพื้นฐานดังกล่าวเพื่อแก้ไขการกลายพันธุ์เดี่ยวที่ทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรม เช่น โรคซิสติกไฟโบรซิสหรือกล้ามเนื้อเสื่อม มันอาจจะแก้ไขการกลายพันธุ์ที่นำไปสู่มะเร็งเต้านมที่สืบทอดมา
การเขียนคะแนนใหม่ Dead Cas9 ได้ช่วยนักวิจัยปรับแต่ง DNA ในแบบที่พวกเขาไม่เคยทำมาก่อน การแปรผันของใบมีดทื่ออาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่อย่างหนึ่งของชีววิทยาได้: ยีนชุดเดียวกันจำนวน 20,000 ยีนก่อให้เกิดเซลล์ประเภทต่างๆ ในร่างกายได้อย่างไร
จีโนมเป็นเหมือนเปียโน Jonathan Weissman นักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโกกล่าว “คุณสามารถเล่นเพลงที่แตกต่างกันได้มากมายด้วยคีย์เพียง 88 คีย์ โดยคุณจะกดหนักแค่ไหน ผสมคีย์อะไร และจังหวะเวลา” โดยการเรียกเลขหมายหรือเพิ่มกิจกรรมของการผสมผสานของยีนในช่วงเวลาที่แม่นยำในระหว่างการพัฒนา เซลล์จะถูกเกลี้ยกล่อมให้กลายเป็นเซลล์ร่างกายประเภทต่างๆ หลายร้อยชนิด
ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการนั้นโดยดูเมื่อยีนบางตัวเปิดและปิดในเซลล์ต่างๆ กิจกรรมของยีนถูกควบคุมโดยโปรตีนหลายชนิดที่ทำให้เวียนหัวที่เรียกว่าปัจจัยการถอดรหัส เมื่อใดและที่ไหนที่ปัจจัยการถอดรหัสทำหน้าที่อย่างน้อยส่วนหนึ่งจะถูกกำหนดโดยแท็กเคมีบน DNA และโปรตีนฮิสโตนที่บรรจุ แท็กเหล่านี้เรียกว่าเครื่องหมาย epigenetic พวกเขาทำงานบางอย่างเช่นโน้ตดนตรีสำหรับวงออเคสตรา โดยบอกปัจจัยการถอดความ “นักดนตรี” ว่าควรตีโน้ตไหนและจะดังหรือเบาแค่ไหน จนถึงขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถฟังเพลงได้เท่านั้น ด้วย Cas9 ที่ตายแล้วนักวิจัยสามารถสร้างโมเลกุลที่จะเปลี่ยนโน้ตอีพีเจเนติกได้ทุกที่ในโน้ต Weissman กล่าวทำให้นักวิจัยสามารถจัดเรียงเพลงของตัวเองได้เว็บสล็อต
