นักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นสร้าง 'สิ่งมีชีวิตเคลื่อนที่..ที่เล็กที่สุด'ในโลก

นักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นสร้าง 'สิ่งมีชีวิตเคลื่อนที่ที่เล็กที่สุด'ในโลก

นักวิจัยจาก Osaka City University, Osaka Metropolitan University และ Bioproduction Research Institute ได้สร้างแบคทีเรียสังเคราะห์ที่ว่ายน้ำได้จาก. สไปโรพลาสมา อีริโอเชีย ริส (Spiroplasma eriocheiris)และแบคทีเรียสังเคราะห์ที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้

“การศึกษาแบคทีเรียที่เล็กที่สุดในโลกด้วยอุปกรณ์มอเตอร์ขนาดเล็กที่สุดสามารถนำมาใช้เพื่อพัฒนาการเคลื่อนไหวสำหรับไมโครโรบ็อตเลียนแบบเซลล์หรือมอเตอร์ที่ใช้โปรตีน” ศาสตราจารย์มาโคโตะ มิยาตะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซากา เมโทรโพลิแทน กล่าว

การใช้พันธุวิศวกรรม ศาสตราจารย์มิยาตะและเพื่อนร่วมงานได้แนะนำโปรตีน 7 ชนิด ซึ่งเชื่อว่าเกี่ยวข้องโดยตรงในการช่วยให้สปิโรพลาสมา อีริโอเชอริสว่ายน้ำ เข้าสู่แบคทีเรียสังเคราะห์ชื่อ JCVI-syn3B

JCVI-syn3B ได้รับการออกแบบและสังเคราะห์ทางเคมีเพื่อให้มีจีโนม DNA ที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ รวมถึงข้อมูลทางพันธุกรรมที่จำเป็นขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตจากจีโนมที่เล็กที่สุดของแบคทีเรียMycoplasma ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

“ในปี 2559 นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน J. Craig Venter (JCVI) ได้สร้างแบคทีเรียสังเคราะห์ที่เรียกว่า JCVI-syn3.0 โดยเป็นการรวมกันของเซลล์ของMycoplasma capricolumและจีโนมที่ออกแบบบนพื้นฐานของMycoplasma mycoides ” นักวิจัยอธิบาย

Mycoplasmaทั้งสองสายพันธุ์อยู่ในSpiroplasma clade ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่Mollicutes clades

“JCVI-syn3.0 มีจีโนมของชุดยีนขั้นต่ำและอัตราการเติบโตที่รวดเร็ว ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการจัดการจีโนม สัณฐานวิทยาเป็นทรงกลมโดยประมาณ และไม่มีการเคลื่อนไหว”

“เวอร์ชันถัดไปของ JCVI-syn3.0, JCVI-syn3B มียีน 19 ยีนที่ส่งคืนจากMycoplasma mycoidesเพื่อการเจริญเติบโตที่ดีขึ้น” พวกเขากล่าวเสริม

"ในการศึกษาของเรา เราได้สร้าง สไปโรพลาสมาว่ายใน JCVI - syn3Bโดยการเพิ่มยีน 7 ยีน และระบุชุดยีนขั้นต่ำสำหรับเฮลิซิตี ของเซลล์สไปโร พลาสมาและการว่ายน้ำ"

JCVI-syn3B ที่ดัดแปลงพันธุกรรมใหม่เปลี่ยนจากรูปร่างทรงกลมปกติเป็นเกลียวหมุนวน ซึ่งสามารถว่ายน้ำได้โดยการกลับทิศทางของเกลียวเช่นเดียวกับส ปิ โรพลาสมา

การทดลองเพิ่มเติมพบว่าโปรตีนที่เพิ่มเข้ามาใหม่เหล่านี้เพียงสองชนิดเท่านั้นที่จำเป็นในการทำให้ JCVI-syn3B สามารถว่ายน้ำได้น้อยที่สุด

“JCVI-syn3B ว่ายน้ำของเราสามารถกล่าวได้ว่าเป็น 'สิ่งมีชีวิตเคลื่อนที่ที่เล็กที่สุด' ด้วยความสามารถในการเคลื่อนที่ด้วยตัวมันเอง” ศาสตราจารย์มิยาตะกล่าว

"ผลลัพธ์ที่คาดว่าจะช่วยให้เราเข้าใจวิวัฒนาการและต้นกำเนิดของการเคลื่อนที่ของเซลล์"

การค้นพบนี้ปรากฏในวารสารScience Advances

ฮานะ คิยามะและคณะ พ.ศ. 2565 การสร้างระบบการเคลื่อนไหวขั้นต่ำขึ้นใหม่ตามการว่ายของสปิโรพลาสมาโดยแอคตินของแบคทีเรียสองตัวในแบคทีเรียขั้นต่ำสังเคราะห์