합성 유전체학이란 무엇입니까?

합성 유전체학은 생명체를 유지하는 데 필요한 유기체의 유전 적 또는 유전 정보의 완전한 조합 인 게놈의 생성에 중점을 둔 생화학 분야입니다. 유기체의 게놈은 코드를 형성하는 데 옥시 리보 핵산 (DNA) 분자로 구성됩니다. 유전자라고하는이 코드의 일부는 유기체의 세포에서 단백질의 생성과 상호 작용을 제어하여 유기체가 기능 할 수있게합니다. 합성 유전체학에서 과학자들은 연구 목적 또는 의약 및 바이오 연료 제조의 실제 응용을 위해 게놈을 조작하고 재생성합니다.

DNA는 염기쌍을 형성하고 유전자 코드를 구성하는 패턴을 생성하는 뉴클레오티드라고하는 반복 구조 단위로 구성됩니다. 뉴클레오티드 및 DNA 서열은 다양한 생화학 적 적용을 위해 인위적으로 제조되지만, 합성 게놈은보다 복잡한 과정이다. 기능성 합성 게놈을 생성하기 위해서는, 자연 게놈이 완전히 알려지고 중요한 기능이 영향을받지 않는 방식으로 정확하게 복제되거나 변형되어야한다.

2010 년 메릴랜드 주 록빌에있는 J. Craig Venter Institute의 연구팀이 최초의 합성 박테리아 게놈을 만들었습니다. 박테리아 Mycoplasma mycoides는 100 만개의 염기쌍으로 구성된 게놈을 가지고 있습니다. 연구팀은 합성으로 생성 된 뉴클레오타이드를 사용하여 박테리아의 자연 게놈을 복제하고 합성 박테리아를 다른 박테리아의 세포에 도입하여 해당 박테리아의 DNA를 합성 Mycoplasma mycoides DNA로 대체 할 수있었습니다. 새로운 게놈이 제자리에 있으면, 세포는 정상적인 Mycoplasma mycoides 세포로서 기능하기 시작했고, 모든 기능은 그대로 유지되었습니다.

게놈 합성의 합병증은 관련된 시스템의 복잡성으로 인해 쉽게 발생할 수 있습니다. 예를 들어 하나의 기본 쌍이 없거나 누락 된 경우 셀이 전혀 작동하지 않을 수 있습니다. 유사하게, 세포가 DNA에서 정보를 읽고 구현하는 생화학 적 과정과 세포 환경과 DNA의 화학적 상호 작용은 정확해야합니다.

합성 유전체학 기술은 바이오 연료 생산과 같은 산업 및 상업용 응용에 적용 할 수 있습니다. 2011 년 현재 일부 회사는 이산화탄소를 가용 물질로 포획 및 가공하는 과정에서 자연 발생 조류보다 효율적인 합성 조류 생성 가능성을 연구하고 있습니다. 많은 연구자들은 이런 방식으로 조류를 공학하면 바이오 연료 생산이보다 비용 효율적이고 상업적으로 실행 가능할 수 있다고 생각합니다.

합성 유전체학의 다른 프로젝트는 산업적 또는 과학적 능력에 사용하기 위해 유기체를 변형시키기 위해 게놈의 일부만을 합성하는 것을 포함합니다. 예를 들어 가뭄이나 해충에 대한 작물의 저항력을 높이기 위해 식물 게놈의 변형이 있습니다. 의학에서 미생물은 특정 질병에 대한 치료제로 작용하거나 유전자 요법을 돕기 위해 유전자 변형 될 수 있습니다.