Synteettisestä kromosomista jätettiin pois keltaisella merkityt jaksot. Nastoilla on merkitty muutoskohteet. Kuva: Lucy Reading-Ikkanda
Synteettisestä kromosomista jätettiin pois keltaisella merkityt jaksot. Nastoilla on merkitty muutoskohteet. Kuva: Lucy Reading-Ikkanda

Leivinhiiva toimi hyvin myös synteettisen perimän pätkän varassa.

Tutkijat ovat ensi kertaa pystyneet valmistaan laboratoriossa aitotumallisen eliön toimivan kromosomin.

Kyseessä oli yksi leivinhiivan 16 kromosomista. Leivinhiiva, tieteelliseltä nimeltään Saccharomyces cerevisiae, on yksi maailman tarkimmin tutkituista eliöistä. Hiivaa käytetään oluen, biopolttoaineen ja lääkkeiden valmistamiseen. Synteettisten ja vaihdettavien kromosomien avulla tuotantoon voitaisiin saada erilaisia ja parempia versioita, vaikkapa uudenlaisia antibiootteja ja ympäristöystävällisempiä biopolttoaineita.

Aiemmin on pystytty laboratoriossa synteettisesti tuottamaan esitumallisten, kuten bakteerien perimää. Aitotumallisen perimä on kuitenkin ollut vaikeampi pala. Leivinhiivan genomi koostuu 12 miljoonasta nukleotidista, jotka liittyvät toisiinsa tietyssä järjestyksessä. Jef Boeken ja Narayana Annalurun johtama ryhmä otti työn alle kromosomin III, jossa sijaitsee hiivan nukleotideista 2,5 prosenttia.

He tekivät kromosomiin pieniä muutoksia, esimerkiksi jättivät pois joitakin toisteisia dna-jaksoja geenien väleistä. He lisäsivät geenien oheen pieniä markkereita, joiden avulla he pystyvät myöhemmin vaihtamaan tai poistamaan geenejä ja kokeilemaan, pärjääkö hiiva ilman niitä.

Näin kootun kromosomin he siirsivät elävään hiivasoluun ja testasivat sen menestymistä erilaisella ravinnolla ja erilaisissa oloissa. Synteettisellä kromosomilla varustettu hiiva ei näyttänyt mitenkään eroavan alkuperäisestä kannasta.

Kun ryhmä markkereita hyväksi käyttäen poisti kromosomin geenejä toiminnasta, jotkin solut alkoivat kasvaa hitaammin, toisen geeniyhdistelmän solut taas paljon nopeammin. Hiivan toimintaa on siis mahdollista muunnella.

Tutkimuksen julkaisi Science.