Wetenschappers versnellen genoom evolutie in bacteriën, waardoor potentieel voor geavanceerde bio-engineering wordt ontsloten

Een team van de Universiteit van Tokio heeft een baanbrekend systeem ontwikkeld om de evolutie van de genoomstructuur van bacteriën te controleren en te versnellen. Deze innovatie richt zich op kleine 'springende genen', of DNA-sequenties die bekend staan als insertiesequenties (IS'en), waardoor onderzoekers grootschalige veranderingen in de genoomstructuur direct kunnen observeren. De inspiratie kwam van insect-geassocieerde bacteriën met kleine genomen, wat het team ertoe aanzette om DNA-herschikking snel te simuleren. In experimenten verzamelden de testorganismen veranderingen in hun DNA met een snelheid die vergelijkbaar is met wat er normaal gesproken in de natuur over decennia gebeurt. Deze versnelling stelt wetenschappers in staat om de fitheidseffecten van IS-inserties, genoomgrootteveranderingen en herschikkingen in laboratoriumomgevingen te bestuderen. Yuki Kanai, van de Graduate School of Science van de Universiteit van Tokio, merkte op dat deze studie ook licht wierp op de evolutie van transposons zelf. Kanai voorziet dat dit systeem kan worden toegepast op bredere vragen, zoals het begrijpen van de omstandigheden waaronder samenwerking evolueert tussen bacteriën of tussen bacteriën en hun gastheren. Uiteindelijk zou dit onderzoek de engineering mogelijk kunnen maken van zeer geavanceerde organische materialen die moeilijk direct te ontwerpen zijn, en die evolutionaire fijnafstemming vereisen om de gewenste functies te bereiken.