Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein synthetisches Mini-Chromosom für Biotechnologie und Grundlagenforschung

18.11.2014

Marburger Forscher haben ein funktionsfähiges synthetisches Chromosom entworfen und gebaut.

Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Biotechnology Journal“ schreiben, sind jene Elemente ihres synthetischen Chromosoms synVicII, die für dessen Vervielfältigung und Erhalt nötig sind, eine Kopie der entsprechenden Elemente des sekundären Chromosoms von Vibrio cholerae; den übrigen Teil von synVicII setzten die Forscher aus Elementen verschiedener anderer Organismen zusammen. Solch synthetische sekundäre Chromosomen haben unter anderem großes Potenzial für die Biotechnologie, können aber auch helfen, natürliche Chromosomen besser zu verstehen.


Das synthetische sekundäre Chromosom synVicII (gelb) enthält sowohl Elemente des sekundären Chromosoms von Vibrio cholerae als auch Elemente anderer Organismen.

Torsten Waldminghaus

Wissenschaftler um den Marburger Mikrobiologen Prof. Torsten Waldminghaus vom LOEWE-Zentrum für Synthetische Mikrobiologie der Philipps-Universität haben ein funktionsfähiges synthetisches Chromosom entworfen und gebaut. Wie die Forscher in einem aktuellen Artikel in der Fachzeitschrift „Biotechnology Journal“ schreiben, orientierten sie sich bei dem Design teilweise am zweiten Chromosom des Cholera-Erregers Vibrio cholerae – V. cholerae ist eines der wenigen Bakterien, das natürlicherweise mehr als ein Chromosom besitzt.

So sind jene Elemente des synthetischen Chromosoms synVicII, die für dessen Vervielfältigung und damit für den Erhalt nötig sind, eine Kopie der entsprechenden Elemente des sekundären Chromosoms von V. cholerae; den übrigen Teil von synVicII setzten die Wissenschaftler aus Elementen verschiedener anderer Organismen zusammen.

Dieses synthetische Chromosom synVicII schleusten die Wissenschaftler in das Modelbakterium Escherichia coli ein, wodurch Zellen mit je einem natürlichen und einem zusätzlichen synthetischen Chromosom entstanden. Da die Forscher in synVicII auch ein Gen eingebaut hatten, dessen Produkt die Zellen grün fluoreszieren lässt, konnten sie darüber hinaus zeigen, dass ihr synthetisches Chromosom über mehrere Generationen an die Tochterzellen weitervererbt wurde.

„Unser synthetisches Chromosom synVicII ist ein erster Prototyp, den wir weiter verbessern und erweitern wollen“, sagt Waldminghaus. Tatsächlich entspricht synVicII mit immerhin 10.000 Basenpaaren Größe nur weniger als 1 Prozent des natürlichen Chromosoms von E. coli. Das Design von synVicII erlaubt es aber, schrittweise weitere DNA-Sequenzen einzufügen.

Die Forschung an synVicII ist aus drei Gründen interessant: Erstens fanden die Wissenschaftler, dass sich synVicII in E. coli nach einem ähnlichen Modus verdoppelt wie das zweite Chromosom in V. cholerae; synVicII könnte also auch dazu beitragen, mehr über die Biologie dieses gefährlichen Krankheitserregers herauszufinden.

Zweitens haben solch sekundäre synthetische Chromosomen großes Potenzial für die Biotechnologie. Mit ihnen könnten nämlich deutlich größere Mengen an Fremd-DNA in Zellen eingebracht werden als bisher – beispielsweise ganze Stoffwechselwege anstelle einiger weniger Gene. Und drittens wollen Waldminghaus und seine Mitarbeiter solch synthetische Chromosomen benutzen, um natürliche Chromosomen besser zu verstehen. Chromosomen tragen nämlich nicht nur die Erbinformationen ihrer Zelle, sondern auch Elemente, die ihren eigenen Erhalt sicherstellen.

„Chromosomen müssen vor der Teilung einer Zelle kopiert, auf die Tochterzellen verteilt und gefaltet werden, weil sie um ein Vielfaches länger sind als die Zelle selbst“, erklärt Waldminghaus. Die Systeme, die diese Funktionen erfüllen, bestehen in der Regel aus einem DNA-bindenden Protein und einem entsprechenden Bindemotiv auf der DNA. In einem nächsten Schritt sollen nun synthetische Chromosomen mit derselben, aber auch mit anderer Verteilung dieser Motive gebaut und dadurch Zusammenhänge zwischen Verteilung und Funktion identifiziert werden.

www.biotechnology-journal.com , DOI 10.1002/biot.201400031


Weitere Informationen:

http://www.synmikro.com/de/
http://www.synmikro.com/de/forschung/chassis-und-minimalgenome/torsten-waldminghaus/home.html

Vera Bettenworth | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt
22.05.2018 | Technische Universität München

nachricht Designerzellen: Künstliches Enzym kann Genschalter betätigen
22.05.2018 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Im Focus: LZH showcases laser material processing of tomorrow at the LASYS 2018

At the LASYS 2018, from June 5th to 7th, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will be showcasing processes for the laser material processing of tomorrow in hall 4 at stand 4E75. With blown bomb shells the LZH will present first results of a research project on civil security.

At this year's LASYS, the LZH will exhibit light-based processes such as cutting, welding, ablation and structuring as well as additive manufacturing for...

Im Focus: Kosmische Ravioli und Spätzle

Die inneren Monde des Saturns sehen aus wie riesige Ravioli und Spätzle. Das enthüllten Bilder der Raumsonde Cassini. Nun konnten Forscher der Universität Bern erstmals zeigen, wie diese Monde entstanden sind. Die eigenartigen Formen sind eine natürliche Folge von Zusammenstössen zwischen kleinen Monden ähnlicher Grösse, wie Computersimulationen demonstrieren.

Als Martin Rubin, Astrophysiker an der Universität Bern, die Bilder der Saturnmonde Pan und Atlas im Internet sah, war er verblüfft. Die Nahaufnahmen der...

Im Focus: Self-illuminating pixels for a new display generation

There are videos on the internet that can make one marvel at technology. For example, a smartphone is casually bent around the arm or a thin-film display is rolled in all directions and with almost every diameter. From the user's point of view, this looks fantastic. From a professional point of view, however, the question arises: Is that already possible?

At Display Week 2018, scientists from the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP will be demonstrating today’s technological possibilities and...

Im Focus: Raumschrott im Fokus

Das Astronomische Institut der Universität Bern (AIUB) hat sein Observatorium in Zimmerwald um zwei zusätzliche Kuppelbauten erweitert sowie eine Kuppel erneuert. Damit stehen nun sechs vollautomatisierte Teleskope zur Himmelsüberwachung zur Verfügung – insbesondere zur Detektion und Katalogisierung von Raumschrott. Unter dem Namen «Swiss Optical Ground Station and Geodynamics Observatory» erhält die Forschungsstation damit eine noch grössere internationale Bedeutung.

Am Nachmittag des 10. Februars 2009 stiess über Sibirien in einer Höhe von rund 800 Kilometern der aktive Telefoniesatellit Iridium 33 mit dem ausgedienten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Latest News

Designer cells: artificial enzyme can activate a gene switch

22.05.2018 | Life Sciences

PR of MCC: Carbon removal from atmosphere unavoidable for 1.5 degree target

22.05.2018 | Earth Sciences

Achema 2018: New camera system monitors distillation and helps save energy

22.05.2018 | Trade Fair News

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics