Ein künstliches Hefechromosom (YAC) ist ein manipuliertes selbstreplizierendes Chromosom, das zur Reproduktion in Hefezellen eingefügt werden kann, während die Zellen wachsen und sich teilen. In der Genforschung benötigen Menschen möglicherweise große Mengen an genetischem Material, und ein künstliches Hefechromosom kann ein nützliches Klonwerkzeug sein. Dies ist wichtig für die Sequenzierung und Kartierung von genetischem Material sowie für die Amplifikation von DNA zum Testen. Labs können ihre eigenen YACs erstellen oder sie bei wissenschaftlichen Anbietern bestellen, die das erforderliche Material gegen Gebühr beifügen.
Um künstliche Hefechromosomen herzustellen, behandeln Techniker ein DNA-Segment, um es aufzubrechen und die interessierende Komponente, ein Fragment des genetischen Materials, zu extrahieren. Dieses kann in einen Vektor mit allen notwendigen Geräten eingefügt werden, um ein vollständig künstliches Chromosom zu erzeugen. Das genetische Material kann während des normalen Zellteilungsprozesses repliziert werden, sobald Hefezellen damit beimpft sind. Wenn die Kolonie wächst, wachsen auch die Kopien des interessierenden DNA-Fragments, die durch das künstliche Hefechromosom erzeugt werden.
Drei Komponenten zusätzlich zum DNA-Fragment sind erforderlich, um ein künstliches Hefechromosom erfolgreich zu machen. Die erste sind Telomere, die Schäden an den Enden der DNA begrenzen, um sicherzustellen, dass sie korrekt kopiert wird. Als nächstes kommt das Zentromer, das einen Ansatzpunkt für die Spindelfasern bildet, die bei der Zellteilung verwendet werden, um Chromosomen auszurichten und zu teilen. Schließlich stellen Replikationsursprungssequenzen einen Ausgangspunkt für die DNA-Replikation bereit. Diese Faktoren stellen sicher, dass die Hefe das fremde Chromosom erfolgreich kopieren kann.
Die Vektoren ermöglichen es Wissenschaftlern, DNA-Fragmente unterschiedlicher Länge in Hefekolonien einzufügen. Hefe, die die gewünschte DNA exprimiert, kann isoliert und kultiviert werden, um zusätzliches Wachstum und die Erzeugung von genügend genetischem Material für die Forschung zu fördern. Auf diese Weise können Wissenschaftler das Fragment sequenzieren, und dies kann ihnen helfen, zu bestimmen, was es tut und wo es sich im Gesamtgenom befindet. Während menschliche DNA ein häufiges Ziel bei künstlichen Hefechromosomen ist, ist es auch möglich, DNA von anderen Organismen zu verwenden.
Labore, die keine eigenen Einrichtungen haben, können diese Dienste in Auftrag geben. Sie können dies auch tun, wenn sie unabhängige Ergebnisse wünschen, die von anderen Forschern repliziert werden können, um die in der Studie gezogenen Schlussfolgerungen zu überprüfen. Die Verwendung von doppelten künstlichen Hefechromosomenproben aus mehreren Quellen kann zeigen, dass die Ergebnisse gültig sind. Es kann auch das Risiko falscher Ergebnisse durch Kontamination, Verarbeitungsprobleme und andere Probleme, die im Labor auftreten können, reduzieren.