Новосибирск.
Novosibirsk.
Новосибирск.
Novosibirsk.
Владивосток.
Vladivostok.
Владивосток.
Vladivostok.
Москва.
Moscow.
Новосибирск.
Novosibirsk.
Дрожжи являются модельным эукариотическим организмом, на котором отрабатываются многие предположения о работе генома, а также методы его редактирования. Наиболее часто в исследовательских работах используют Saccharomyces cerevisiae, которые очень хорошо приспособлены физиологически к культивированию в условиях биореактора и признаны абсолютно безопасными. В последнее десятилетие методы генетической инженерии дрожжей претерпели значительные изменения. Появились новые инструменты, которые пришли из смежных направлений и позволили значительно ускорить процесс получения новых штаммов. Прежде всего это белки для направленного внесения изменений в последовательность ДНК. Длительное время методы редактирования генома дрожжей базировались на использовании их собственной системы гомологичной рекомбинации. Она удобна и удовлетворяла потребности исследователей на протяжении нескольких десятилетий, до того времени, когда на первый план стали выходить высокопроизводительные методы. Во втором десятилетии XXI века произошло бурное развитие высокопроизводительных подходов, в первую очередь методов анализа в биологии: геномики, транскриптомики, протеомики, метаболомики, интерактомики и др. Сформировалась биоинформационная база, которая позволила быстро обрабатывать растущий поток информации и моделировать клеточные процессы. В результате скорость анализа и предсказания мишеней для редактирования генома стала превышать скорость их получения, что, естественно, обусловило поиск новых методов генетической инженерии. Особенно сильно этот процесс затронул работы по модификации свойств микроорганизмов. Современные задачи стали требовать не единичных модификаций, а десятков и сотен, а иногда тысяч модификаций. В результате исследователи, занимающиеся дрожжами, стали вовлекать в работу новые инструменты геномного редактирования, которые ранее развивались для изучения более сложных объектов, таких как животные, растения, клеточные линии и др. Современные методы геномной инженерии дрожжей позволяют вносить несколько модификаций в геном за один шаг. В данном обзоре рассматривается вопрос применения и перспектив дальнейшего развития методов направленного редактирования генома в инженерии дрожжей.
Yeasts are a convenient model eukaryote used for genome studies and genome editing. Saccharomyces cerevisiae is the species most widely employed in biotechnology, since it is easily cultivated in bioreactors and is absolutely safe. The last decade saw a significant development of methods of yeast genetic engineering and the creation of novel instruments adapted from other fields, which allowed one to significantly accelerate the construction of new strains. The most prominent examples are the proteins used for directed DNA editing. For a long time, yeast genome engineering was based on the yeasts’ system of homologous recombination. It was sufficient for several decades before the development of highthroughput methods. Many highthroughput methods were developed in the second decade of the XXI century, including those used in genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics, interactomics, etc. Modern bioinformatic databases now allow one to rapidly process the increasing flow of information and model cellular processes. As a result, the rate of analysis and prediction of targets for genome editing is currently higher than the rate of genome editing, which led to the development of new methods of genetic engineering. This process was particularly pronounced for microorganisms. Modern tasks require tens, hundreds, sometimes even thousands of genome modifications, which made researchers to look for new techniques. As a result, the instruments used for more complex objects, such as animals, plants, and cell lines, were adapted for yeasts. Modern methods for yeast genome editing allow introducing several modifications into the genome in a single step. In this study, we review the methods of directed genome editing and their applications and perspectives for yeasts.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.