El concepto de “célula mínima”

Alba Ferré GarcíaModulo de genómica y proteómica

Junio 2013

“Conjunto mínimo de genes que son necesarios y suficientes para que una célula

funcione, en presencia ilimitada de nutrientes esenciales”

¿Qué entendemos por célula mínima?

Conocer mínima expresión.

Eliminar la carga génica.

Objetivos

“Células minimas naturales”

A. Haemophilus influenzae (1830 Kb)B. Mycoplasma pneumoniae (816 Kb)C. Mycoplsama genitalium (580 Kb)D. Nanoarchaeum equitans (500 Kb)E. Candidatus Carsonella ruddii (160

Kb)

A.

B.

C.

E.D.

Teórico - computacional

Experimental – laboratorio

Albert Libchaber

Craig Venter

CRG

Construyendo versión mínima

Teórico

Comparación de genomas

EjemplosH. influenzae y M. genitaliumH. influenziae 1740

256 genesconservados

M.genitalium 480

M. genitalium 480

156 genes conservados

Rickettsia prowazekii 834

Chlamydia trachomatis 894

Experimental

Albert Libchaber

Llenando recipientes vacios

+ toxin alpha-hemolysin

Saturación

Craig Venter

350 genes esenciales

Problema

1 2

2 31 2 3

1 3

NO

SISI

1

NO

CRG

Microorganismo diseñados para realizar tareas específicas:

◦Biocombustibles◦Medicamentos◦Eliminar tóxicos ◦Reducir la contaminación ◦Etc.

Futuras aplicaciones

How many genes can make a cell:The Minimal-Gene-Set Concept, Eugene V. Koonin, Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 2000. 01:99–116.

Toward an artificial cell based on gene expression in vesicles, Vincent Noireaux, Roy Bar-Ziv, Jeremy Godefroy, Hanna Salman and Albert Libchaber. Phys. Biol. 2 (2005) P1–P8.

Global Transposon Mutagenesis and a Minimal Mycoplasma Genome, Clyde A. Hutchison III, Scott N. Peterson, Steven R. Gill, Robin T. Cline, Owen White, Claire M. Fraser, Hamilton O. Smith, J. Craig Venter. Science 1999. Vol. 286, 2165 – 2169.

Transcriptome Complexity in a Genome-Reduced Bacterium Marc Güell et al. Science 2009, Vol Vol 326, 1268 – 1271.

Proteome Organization in a Genome-Reduced Bacterium Sebastian Kühner et al. Science 2009, Vol 326, 1235 – 1240.

Impact of Genome Reduction on Bacterial Metabolism and Its Regulation Eva Yus et al. Science 2009, Vol 326, 1263 - 1268

Bibliografía