Выявили 200 новых видов CRISPR-систем для биотехнологий
Базы данных микробных последовательностей содержат огромное количество информации об ферментах и других молекулах, которые можно адаптировать для биотехнологии. Но за последние годы эти базы данных стали настолько большими, что в них стало сложно эффективно искать интересующие ферменты. Теперь ученые из Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, Института исследований мозга Макговерна Массачусетского технологического института и Национального центра биотехнологической информации (NCBI) Национального института здравоохранения разработали новый алгоритм поиска, который выявил 188 видов новых редкие системы CRISPR в бактериальных геномах, охватывающие тысячи отдельных систем. Работа опубликована в журнале Science. Алгоритм, разработанный лабораторией пионера CRISPR Фэн Чжана, использует подходы кластеризации больших данных для быстрого поиска огромных объемов геномных данных.
Команда использовала свой алгоритм, называемый кластеризацией на основе быстрого локально-чувствительного хэширования (FLSHclust), для анализа трех основных общедоступных баз данных, которые содержат данные о широком спектре необычных бактерий, в том числе обнаруженных в угольных шахтах, пивоварнях, антарктических озерах и слюне собак. Ученые обнаружили удивительное количество и разнообразие систем CRISPR, в том числе те, которые могут вносить изменения в ДНК в клетках человека, другие, которые могут нацеливаться на РНК, и многие с множеством других функций. Новые системы потенциально могут быть использованы для редактирования клеток млекопитающих с меньшим количеством побочных эффектов, чем нынешние системы Cas9. Однажды их также можно будет использовать в качестве диагностики или для молекулярной записи активности внутри клеток. Исследователи говорят, что их поиск подчеркивает беспрецедентный уровень разнообразия и гибкости CRISPR и что, вероятно, еще предстоит открыть еще много редких систем, поскольку базы данных продолжают расти.
«Биоразнообразие — настоящая сокровищница, и по мере того, как мы продолжаем секвенировать все больше геномов и метагеномных образцов, растет потребность в более совершенных инструментах, таких как FLSHclust, для поиска в этом пространстве последовательностей и поиска молекулярных драгоценностей», — сказал Чжан, соавтор исследования. старший автор исследования и основной член института Broad. Чжан также является исследователем в Институте исследований мозга Макговерна в Массачусетском технологическом институте, профессором нейробиологии имени Джеймса и Патрисии Пойтра в Массачусетском технологическом институте с совместными должностями на кафедрах мозга, когнитивных наук и биологической инженерии, а также исследователем в Медицинском институте Говарда Хьюза. Юджин Кунин, выдающийся исследователь NCBI, также является соавтором исследования. CRISPR, что означает «Кластеризованные регулярно расположенные короткие палиндромные повторы», представляет собой систему защиты бактерий, которая была встроена во многие инструменты для редактирования генома и диагностики.
Для анализа баз данных последовательностей белков и нуклеиновых кислот для новых систем CRISPR исследователи разработали алгоритм, основанный на подходе, заимствованном у сообщества больших данных. Этот метод, называемый локально-чувствительным хешированием, объединяет объекты, которые похожи, но не совсем идентичны. Использование этого подхода позволило команде исследовать миллиарды последовательностей белков и ДНК — из NCBI, его базы данных Whole Genome Shotgun и Объединенного института генома — за недели, тогда как предыдущие методы поиска идентичных объектов потребовали бы месяцев. Они разработали свой алгоритм для поиска генов, связанных с CRISPR. «Этот новый алгоритм позволяет нам анализировать данные в достаточно короткие сроки, чтобы мы могли фактически восстановить результаты и выдвинуть биологические гипотезы», — сказал Сумья Каннан, один из первых авторов исследования. Каннан был аспирантом в лаборатории Чжана, когда началось исследование, а в настоящее время является научным сотрудником и младшим научным сотрудником в Гарвардском университете. Хан Алтае-Тран, аспирант лаборатории Чжана во время исследования и в настоящее время научный сотрудник Вашингтонского университета, был другим соавтором исследования.
«Это свидетельство того, чего вы можете добиться, улучшив методы исследования и используя как можно больше данных», — сказал Алтае-Тран. «Очень здорово иметь возможность улучшить масштаб поиска». В своем анализе Алтае-Тран, Каннан и их коллеги заметили, что тысячи обнаруженных ими систем CRISPR попадают в несколько существующих и множество новых категорий. Они более подробно изучили несколько новых систем в лаборатории. Они обнаружили несколько новых вариантов известных систем CRISPR типа I, которые используют направляющую РНК длиной 32 пары оснований, а не 20-нуклеотидную направляющую Cas9. Из-за более длинных направляющих РНК эти системы типа I потенциально могут быть использованы для разработки более точной технологии редактирования генов, менее склонной к нецелевому редактированию. Команда Чжана показала, что две из этих систем могут вносить короткие изменения в ДНК человеческих клеток. А поскольку эти системы типа I по размеру аналогичны CRISPR-Cas9, их, вероятно, можно будет доставлять в клетки животных или людей с использованием тех же технологий доставки генов, которые используются сегодня для CRISPR.
Одна из систем типа I также продемонстрировала «побочную активность» — широкую деградацию нуклеиновых кислот после того, как белок CRISPR связывает свою мишень. Ученые использовали подобные системы для диагностики инфекционных заболеваний, например SHERLOCK, инструмент, способный быстро распознавать одну молекулу ДНК или РНК. Команда Чжана считает, что новые системы могут быть адаптированы и для диагностических технологий. Исследователи также открыли новые механизмы действия некоторых систем CRISPR типа IV и системы типа VII, которая точно нацелена на РНК, что потенциально может быть использовано при редактировании РНК. Другие системы потенциально могут быть использованы в качестве инструментов записи — молекулярного документа о том, когда экспрессировался ген, — или в качестве датчиков специфической активности в живой клетке.
Ученые говорят, что их алгоритм может помочь в поиске других биохимических систем. «Этот алгоритм поиска может использоваться любым, кто хочет работать с этими большими базами данных для изучения того, как развиваются белки или открытия новых генов», — сказал Алтае-Тран. Исследователи добавляют, что их результаты иллюстрируют не только разнообразие систем CRISPR, но и то, что большинство из них редки и встречаются только у необычных бактерий. «Некоторые из этих микробных систем были обнаружены исключительно в воде угольных шахт», — сказал Каннан. «Если бы кто-то не интересовался этим, мы, возможно, никогда бы не увидели эти системы. Расширение разнообразия наших выборок действительно важно для дальнейшего расширения разнообразия того, что мы можем обнаружить».
Источник
Последние аномальные новости

Большинство наблюдений НЛО происходит на Западе США

Возможность существования жизни на Марсе в прошлом

Если бы инопланетяне раскрыли себя

Жуткие дыры в облаках над Флоридой

Запад США лучше всего подходит для обнаружения НЛО

Излучение массивных звезд формирует планетные системы

Измерили самую тяжелую пару черных дыр

ИИ раскрывает секретные дороги

ИИ распространяет фейки с угрожающей скоростью

Кому принадлежит Луна

Майли Сайрус рассказала о пугающей встрече с НЛО

Монтана и Юта идеально подходят для наблюдений НЛО

Оранжевые огни освещали побережье острова Поулис

Официальное исследование НЛО в Канаде

Охрана окружающей среды с помощью ChatGPT

Письма разведывательного управления США о НЛО

Составили карту воды в протопланетном диске

Таинственное черное кольцо замечено над Аргентиной

Уфологический ресторан в Розуэлле

Черной дыры и возникновение галактик

В британском эпицентре наблюдений НЛО

Владелец ранчо Скинуокер высказался по поводу НЛО

Где в США лучше всего наблюдать НЛО

Годовщина инцидента с мясным душем в Кентукки

Горячие точки НЛО в Шотландии

Загадочный треугольник Брод-Хейвен

Карликовые галактики реионизировали Вселенную

Карты формируют нашу жизнь, показывая нам кто мы такие

Леброн Джеймс и Барак Обама охотятся на НЛО

Лучшее место для наблюдений НЛО

Лучшие места Шотландии для наблюдения за НЛО

Необычный химический состав переменной звезды

Пилот сообщает о загадочных оранжевых огнях

Предположительно 83 года назад в Миссури видели НЛО

Представляем статуэтки пришельцев из Паскагулы

Пугающий радиосообщение пилота об НЛО

Раскрываем секреты Голливуда и теории НЛО

Сага об НЛО в Брод-Хейвен 1977 года

Сериал Симпсоны предсказали опыт Вилли Вонка

Тайна заоблачных высот Миртл-Бич

Влияние падающих спутников на климат Земли

Гигантский череп обнаружен в Антарктиде

Горячие точки НЛО в США показали на карте

Горячие точки НЛО, выявленные при анализе наблюдений НЛО

Еще одно наблюдение НЛО над Нью-Йорком

Защита астронавтов от вредной пыли на Марсе

Зонд, столкнувшийся с астероидом, изменил его форму

ИИ, нечеловеческий интеллект и колониализм

Металлический шрам обнаружен на белом карлике

Миссия LIFE может обнаружить следы жизни на экзопланетах

Могли ли тихоходки колонизировать Луну

Музыкант-уфолог написал роман о НЛО

На наблюдения НЛО влияет окружающая среда

Пилот заметил в полете НЛО

Планеты могут формироваться легче, чем считалось

Почти 100 000 наблюдений НЛО за два десятилетия

Связь окружающей среды с резким увеличением числа НЛО

Сигнал GRB 230307A был вызван слиянием нейтронных звезд

Теории заговора против вакцинации приобретают вес

Ярчайшие галактики в космической паутине

Искушающие вкусы. Сырный рай с Бри и Камамбером

Аксионные звезды расскажут, что такое темная материя

Запад США лучше всего подходит для наблюдений НЛО

ИИ-клоны людей станут поворотным моментом эволюции

Инопланетяне существуют, но мы никогда не встретимся

Капсулу с противовирусными препаратами вернули из космоса

Космическая пыль помогла зарождению жизни на Земле

Миллиардеры начали готовиться к Судному дню

Может ли ИИ помочь ученым найти инопланетян

НЛО в небе Нью-Хартфорда

НЛО заметили над Диснейлендом

НЛО играют с нашим разумом

Новые открытия в гравитационных волнах

Пилот сообщает о поразительных маневрах НЛО

Разгадка 120-летней морской тайны судна Немезида

Скептики и сторонники изменения климата

Спекуляции вокруг НЛО в Шотландии

Средиземноморский уфологический центр сообщил о НЛО

Страна монстров, где, по слухам, бродят бигфуты

Темная материя составляет более 80% всей материи

У Урана и Нептуна обнаружили новые луны

Более четкое представление о нашей галактике

Британскую Бабу Вангу считали ведьмой

В Пенсильвании были замечены НЛО

Врачи удалили 150 живых насекомых из носа пациента

Житель Австралии снял НЛО на систему видеонаблюдения

Жуткий лес недалеко от Бостона

ИИ оставит программистов без работы

Наблюдения НЛО в Джорджии

Наблюдения НЛО в ирландском небе

Наблюдения НЛО над Сицилией

Найден загадочный подземный лабиринт

НЛО замечены в небе Шотландии

НЛО сигарообразной формы сняли в зоне СВО

Обнаружили чрезвычайно красную черную дыру

Первые подробные изображения астероида

Польский монетный двор выпустил парящую монету

Предоставлено объяснение воздушным шарам над США

Странное явление на небе заметили кузбассовцы

Тайна 'Страны монстров' в Массачусетсе

Теория термоядерного синтеза на Солнце

Скрипты хайпов, для чего используются и какие бывают

Всемирный день НЛО отмечает две отдельные даты

Гигантская фигура вышла из пожара

Голливудский альянс по раскрытию информации

Изучение людьми своего генома должно быть осознанным

Инопланетяне похитили полицейского

Как бы мог выглядеть Марс Илона Маска

Лес, где регулярно замечают НЛО и бигфута

Новый способ генного редактирования растений

О встречах с НЛО сообщили более 50 лет спустя

Охотничья камера засняла жуткую фигуру

Повешенный бродяга вернулся в виде призрака

Психология великих художников. Мифы об одиночистве

Работа с ИИ требует правовых изменений

Раскрывая тайны похищения в Паскагуле

Растущая черная дыра массой в 17 миллиардов солнц

Рука призрака коснулась ребенка в кроватке

США делают новаторский поворот в дискусе об НЛО

Таинственные звери Японии. Смертоносные монстры

Чип с пластиной из алмаза для высокотехнологичного оружия

Эволюция древней Земли

Компания Чистый Лист, отзывы о chistiylist.com

Мебель-трансформер. Новые модели в 2024 году

High Yield Investment Program. Надежность и создание

Антивирус Avast продавал данных пользователей

Вода в протопланетных дисках туманности Ориона

ГМ-бананы одобрили к употреблению

Жители Нефтеюганска увидели световые столбы

Загадочные океаны гикеанских миров

Инопланетяне существуют, но мы их не встретим

Как миссионер бросил вызов папуасским колдунам

Мужчина съел 1176 таблеток ибупрофена за месяц

Научились воровать отпечатки пальцев по звукам свайпов

Национальный архив запускает базу данных НЛО

Опасность слишком большого внимания к тестам IQ

Природный феномен красный лёд у станции Восток

Психокинез юной Иоасии Гаевской

Пугающее фото над башнями-близнецами до событий 9-11

Рейтинг убежищ Великобритании от зомби-апокалипсиса

Роботы копируют голоса епископов для обмана монахинь

Сын Перси Фосетта видел маленьких человечков

Учительница заметила НЛО в форме яйца

Человека-тень заглянул в школу

Электронная музыка изменила состояние сознания

Partners Special Capital Limited - отзывы трейдеров 2024

Full stack разработчик. Ключевые навыки и рекомендации

Большой брат следит за нами из космоса

Влияние темной материи на эволюцию галактик

Военные США, озадачены неопознанным воздушным шаром

Женщина сняла возле дома большую кошку

ИИ Google Gemini AI вышел из под контроля

Как мы могли бы шпионить за внеземными сетями связи

Капсула, которая доставит космических туристов

Ключ к разгадке природы темной энергии

Нейтронная звезда на месте сверхновой SN 1987A

Первые роботы для массового рынка

Поиски пригодных для жизни Татуинов

Пополнение подземных вод в водоносном горизонте Марса

Сила и удовольствие от теорий заговора

Три года спустя поиски жизни на Марсе продолжаются

Ужасающие встречи с инопланетянами

Физика Солнца и поиск жизни за пределами Земли

Хакеры могут использовать ИИ для копирования голоса

Хиросима и первые конденсаты Солнечной системы

Черная пирамида обнаружена в отдаленном районе Аляски

Экзотический эффект квантовой интерференции в изоляторе

Виды надежных дверных замков

Долгое путешествие на Марс опасно

Зачем нам нужны високосные годы

Знаменитые наблюдения НЛО в долине Гудзона

ИИ незаметно заменяет сотрудников Google

Илон Маск отправит миллиона человек на Марс

Информация об осведомителе НЛО засекречена

Мужчины и женщины действительно устроены по-разному

Наблюдения НЛО в Северной Дакоте

НАСА ищет астронавтов, которые будут жить в модели Марса

Низколетящий НЛО оставил следы на теле

Отдел НАСА по предупреждению об астероидах

План по воскрешению вымершего дронта

Прототип телескопа Эйнштейн прошел первые тесты

Разрушение атмосферы обитаемой экзопланеты

Ранние галактики походили на нашу

Самая маленькая из когда-либо наблюдавшихся звезд

Самый высокий мужчина встретил самую низкую женщину

Совершенно секретный отчет об НЛО 1948 года

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика