הרצפת הגנום המלא של חיידק חשוב בתהליך ייצור הנפט

חוקרים הצליחו לבצע הרצפה של הגנום המלא של החיידק Clostridium autoethanogenum, חיידק המשמש לייצור של דלק וכימיקלים מתוך מגוון של חומרי-גלם, לרבות גזים הנפלטים מביומסה ופסולת תעשייתית

[מאת ד”ר נחמני משה]
חוקרים הצליחו לבצע הרצפה של הגנום המלא של החיידק Clostridium autoethanogenum, חיידק המשמש לייצור של דלק וכימיקלים מתוך מגוון של חומרי-גלם, לרבות גזים הנפלטים מביומסה ופסולת תעשייתית.

חוקרים מהמעבדה הלאומית אוק רידג’ של משרד האנרגיה בארה”ב הם הצוות הראשון שהצליח לבצע הרצפה של הגנום המלא של החיידק Clostridium autoethanogenum, חיידק המשמש לייצור של דלק וכימיקלים מתוך מגוון של חומרי-גלם, לרבות גזים הנפלטים מביומסה ופסולת תעשייתית. המחקר מומן ע”י החברה הביוטכנולוגית LanzaTech, הנמצאת באילינוי ואשר מחזיקה בפטנט על תהליך חדשני למחזור פחמן. בתהליך זה עושים שימוש בחיידקים המסוגלים להמיר ביעילות גזים ושאריות עתירי-פחמן מתוך פסולת לדלקים ולכימיקלים שימושיים.

בהרצפה המוצלחת של החיידק הזה, המוגדר בתור חיידק מורכב בשל מספר יחידות הדנ”א הרבות שלו החוזרות על עצמן – היה טמון במשך זמן רב עניין משמעותי בקרב חברות ביוטכנולוגיות. “בזכות הרצפת הגנום המלא תהיה בידנו הבנה טובה יותר באשר לחילוף החומרים של החיידק הזה והמוטציות המתרחשות בו, מידע שיוכל לאפשר לחברה לבצע שינוים בזן המקורי ולקבל זנים משופרים שיהיו יעילים יותר בהמרה של פסולת לדלק,” אמר החוקר הראשי. “למעבדה שלנו יש ניסיון עשיר בהרצפת גנומים, ויש לנו את היכולות האנליטיות להתמודד עם האתגר הזה.”

צוות המחקר הצליח לבצע הרצפה של יותר מ-4.3 מיליוני צמדי בסיסי הדנ”א המרכיבים את הגנום של האורגניזם בעזרת טכנולוגיה מתקדמת שפותחה ע”י חברת Pacific Biosciences (PacBio), טכנולוגיה המכונה RS-II long-read sequencing.

למרות ששיטה זו נאבקת בשיעורי שגיאות גבוהים, עדיין טמונה בה ההבטחה לקדם את תעשיית הביוטכנולוגיה בעזרת האפשרות לבצע הרצפה של מיקרואורגניזמים בעלי רצפים חוזרים על עצמם בשיעור גבוה, כגון החיידק הנוכחי, בזמן ובעלות סבירים.

צוות המחקר ביצע מספר גדול יותר של מדידות והשתמש באלגוריתמים ממוחשבים על מנת לתקן את השגיאות הכרוכות בטכנולוגיה זו. הצוות גם ערך השוואה של תוצאות המדידה שלו לעומת התוצאות שהתקבלו משתי טכנולוגיות אחרות מסוג short-read, והגיע למסקנה שאלו לא הצליחו לבצע הרצפה של הגנום המלא בשל הרצפים החוזרים ונשנים של החיידק, כצפוי.

“במאמר שלנו ערכנו השוואה בין שלושה דורות של טכנולוגיות הרצפה והסברנו מדוע הטכנולוגיה בה בחרנו אפשרה הרצפה של הגנום המלא,” הסביר החוקר הראשי. “כרגע, אנו בוחנים שישה אורגניזמים שונים תוך שימוש בניסיון שרכשנו בטכנולוגיה זו.”

במסגרת המחקר נחשף גם מידע באשר להיסטוריה הגנטית של החיידק Clostridium autoethanogenum בעזרת שימוש ברצפי דנ”א קצרים המכונים מערכות CRISPR, המשמרות את המוטציות הגנטיות כגון אלו הנוצרות במהלך הדבקה נגיפית ומועברות הלאה לדורות הבאים של החיידק.

הידיעה המקורית