Научници од Националната лабораторија „Оук Риџ“ развија платформа што побрзо ги открива генетските промени зад корисните особини кај бактериите. Целта е попрецизно создавање микроорганизми за производство на хемикалии, материјали и други производи преку биотехнологија.
Методот комбинира синтетичка биологија, вештачка интелигенција и статистичко мапирање на гените. Истражувачите прво создаваат голема и генетски разновидна популација на бактерии, а потоа ги споредуваат нивните особини за да ги издвојат ДНК-варијантите што можат да ги објаснат разликите.
Бидејќи бактериите најчесто се размножуваат бесполово, тимот применил техника наречена фузија на протопласти. Со неа биле вкрстени соеви на Bacillus, со што се добиле генетски разновидни потомци погодни за квантитативно мапирање на локусите на особините, познато како QTL-мапирање.
Истражувачите ја испитале платформата и кај Clostridium thermocellum, Novosphingobium aromaticivorans и Stutzerimonas stutzeri — бактерии со потенцијал за разградување растителна биомаса, производство на вредни соединенија, биоремедијација и подобрување на растот на растенијата.
Автоматизиран роботски систем поставувал лабораториски плочи со иста прецизност, додека дигиталното снимање и моделите за компјутерски вид ги извлекувале мерливите особини од фотографиите. Според тимот, автоматизацијата го забрзала фенотипизирањето за десетпати и обезбедила поконзистентни податоци.
Наодите потоа биле проверени со CRISPR-уредување на гените, преку замена на делови од генетскиот материјал и следење на ефектите врз бактериите. Така, платформата овозможува разликување на влијанието на мали промени во нуклеотидната секвенца, наместо само на ефектите од целосно додавање или отстранување гени.
Резултатите, објавени во списанието Nature Communications, би можеле да помогнат во развојот на поефикасни микроби за производство и за извлекување критични минерали. Платформата е достапна за лиценцирање преку Националната лабораторија „Оук Риџ“.
