211service.com
Genomo persodinimas
Pamirškite inkstus ir širdis: genomikos pradininkas J. Craigas Venteris vadovavo daug smulkesnei transplantacijos procedūrai. Mokslininkai prie J. Craig Venter institutas , Merilande, perkėlė visą genomą iš vienos bakterijos į kitą. Jie sako, kad išvados, kurios šiandien aprašytos žurnale Mokslas , žymi reikšmingą pažangą siekiant sukurti sintetinius genomus. Venteris ir jo kolegos galiausiai siekia sukurti genomus nuo nulio ir persodinti juos į bakterijų ląsteles, kad sukurtų pagal užsakymą pagamintus kurą gaminančius mikroorganizmus.
Pioneer klaida: J. Craigas Venteris šią savaitę paskelbė, kad jo institutas persodino bakterijų genomą, paversdamas vieną rūšį kita. Apatiniame paveikslėlyje pavaizduotos transformuotųjų kolonijos Mycoplasma mycoides bakterija.
Šis dokumentas yra biologinės inžinerijos orientyras Barbara Jasny , Mokslas redaktoriaus pavaduotojas trečiadienį spaudos konferencijoje. Nuo gebėjimo perkelti vieną geną ar genų rinkinį pereiname prie galimybės perkelti nepažeistą genomą.
Mokslininkai pradėjo nuo dviejų mikoplazmų rūšių – bakterijų, kurioms trūksta ląstelių sienelių ir kurių genomai yra labai maži. Tada jie išskyrė vienos rūšies DNR, kuriai buvo suteiktas papildomas genas, kad ji būtų atspari antibiotikams, ir persodino ją per antrosios rūšies ląstelių membraną. Bakterijos-šeimininkei augant ir dalijantis esant šiam antibiotikui, pradines chromosomas nešančios ląstelės išnyko ir liko tik ląstelės, kuriose buvo persodinta chromosoma. Svarbiausia, kad šeimininko bakterija perėmė donoro molekulines savybes. Keičiasi visas baltymų repertuaras, spaudos konferencijoje sakė Venteris.
Venterio komandai genomo transplantacija yra žingsnis link mikrobų mašinų, skirtų efektyviai gaminti kurą, inžinerijos. Mokslininkai šiuo metu bando sujungti sintetinę genomo versiją Mycoplasma genitalium , žmogaus lytiniuose organuose randama bakterija, kurią Venterio grupė tiria daugiau nei dešimtmetį. Pertvarkydami arba ištrindami konkrečias sintetinio genomo dalis ir įterpdami ją į bakterijų šeimininką, mokslininkai turėtų sugebėti išsiaiškinti, kurie genai yra svarbūs organizmo funkcionavimui – iš esmės tai yra minimalus genomas. Tada šis minimalus genomas galėtų būti modifikuotas taip, kad perneštų kurą gaminančius genus, o visa DNR eilutė galėtų būti persodinta į bakterijų nešiklį.
Be tyrimų savo institute, Venteris taip pat įkūrė Merilando startuolį Sintetinė genomika . (Žr. „Klaidos kūrimas, norint nuimti aliejų“.) Bendrovė, dirbanti su BP, tikisi parduoti bakterijas energijos reikmėms.
Tačiau kai kurie mokslininkai abejoja, ar norint sukurti naudingų bakterijų reikia minimalaus genomo. Neaišku, kodėl minimali ląstelė arba ląstelė, sukurta per viso genomo transplantaciją, būtų ekonomiškesnė nei tiesiog įterpti ar pakeisti kelis genus į tvirtesnį genomą, sakoma pranešime. Jurgio bažnyčia , genetikas iš Harvardo medicinos mokyklos Bostone. Jis pabrėžia, kad net ir mažiausio genomo sintezė, naudojant šiandienines technologijas, kainuotų apie 10 mln. Tiesą sakant, kitos įmonės stengiasi su esamais mikrobais kurti biologinio kuro gamyklas. (Žr. Geresnis biokuras.)
Tačiau Venteris teigė, kad jo požiūris pašalins būdingus biologinius bruožus, dėl kurių sudėtinga atlikti didelę biologinę inžineriją. Pavyzdžiui, neesminis medžiagų apykaitos procesas gali išsiurbti kuro gamybai reikalingą molekulinį pirmtaką. Be to, sakė Venteris, esami organizmai turi greitą gebėjimą vystytis. Sintetinėje biologijoje jūs nenorite sistemos, kuri savaime išsivystytų į ką nors kita. Mes norime nuo pat pradžių pašalinti tuos elementus iš ląstelės.
Genomo perkėlimo technika yra panaši į branduolio perkėlimą, naudojamą avelei Dolly klonuoti, kai suaugusios ląstelės branduolys perkeliamas į kiaušinį. Tačiau procesą pasiekti bakterijose buvo sudėtingiau. Mokslininkai spėja, kad branduolio baltymai, perkeliami kartu su DNR branduolio perdavimo metu, gali padėti procesui. Bakterijos neturi branduolio, o šiame eksperimente į šeimininko ląstelę buvo perkelta tik DNR. Tyrėjai tai padarė tyčia, norėdami parodyti, kad norint sėkmingai perprogramuoti šeimininko bakteriją, reikalinga tik DNR – ši savybė bus būtina, kai mokslininkai bus pasirengę persodinti visiškai sintetinius genomus.
Mokslininkai iki galo nesupranta, kaip veikė genomo perkėlimas, ypač kaip dingo šeimininko genomas. Ir dar neaišku, kaip ši technika veiks kitose bakterijose ar sudėtingesniuose organizmuose. Dauguma bakterijų turi gynybos mechanizmą, kuris susmulkina bet kokią svetimą DNR, patenkančią į ląstelę, todėl mokslininkai turėtų rasti būdą blokuoti kiekvienos skirtingos rūšies DNR ardančius fermentus, kad galėtų sėkmingai persodinti į jas svetimus genomus.