Tyrėjai žarnyno gemalo E. coli genomą iškeitė dirbtiniu

E. coli mikrografija NIAID

Tyrėjai teigia, kad jie pakeitė visus genus E. coli bakterijų su visa laboratorijoje susintetinto genomo kopija. Tai žingsnis kuriant mikrobus, kurie genetiškai pritaikyti tam tikroms medžiagoms, tokioms kaip kevlaras ar kiti polimerai, gaminti.

Kembridžo universiteto mokslininkai praneša gamtoje kaip jie palaipsniui pakeitė visą organizmo genomą – jame yra 4 milijonai DNR raidžių – dirbtinai pagamintais genais.

Tai užtruko dvejus metus, bet mes norėtume tai pasiekti taip, kad galėtume pagaminti naujus sintetinius genomus greičiau nei per mėnesį, sako Jasonas Chinas, JK medicinos tyrimų tarybos biologas, vadovavęs komandai. Tai labai pagreitintų lauką, dalykų, kuriuos galime pagaminti ir išbandyti, skaičių.

Pirmieji sintetiniai bakterijų genomai buvo sukurti 2008 ir 2010 metais J. Craig Venter institute. Bet E. coli keturis kartus didesnis genomas nustato naują rekordą.

Atskiras konsorciumas bando sukurti kepimo mieles su dirbtiniais genais, tačiau tas projektas dar nebaigtas.

Keisdama bakterijos genomą, Chino komanda jį taip pat supaprastino, pakeisdama kai kuriuos trijų raidžių DNR instrukcijų rinkinius arba kodonus, kuriuos ląstelės naudoja nustatydamos, kurias iš 20 aminorūgščių jos pridės prie baltymo.

Galų gale, Chino E. coli turi tik 61 kodoną vietoj įprastų 64.

Tai reiškia, kad atsiranda naujų rūšių mikrobų, vadinamų Sin61 , turi ne tik žmogaus sukurtus genus, bet ir parodo, kad organizmas gali gyventi su tuo, ką JK komanda vadina suspaustu genetiniu kodu.

Vienas iš jų yra techninis pasiekimas; kitas pasakoja kai ką esminio apie biologiją ir apie tai, koks iš tikrųjų yra genetinis kodas, sako Chinas.

Supaprastinus E. coli genomas reiškia, kad nepanaudotos kodo dalys dabar gali laisvai atlikti kitus veiksmus. Pavyzdžiui, juos būtų galima panaudoti taip, kad bakterijos gamintų baltymus, kuriuose yra bet kuri iš kelių šimtų aminorūgščių, kurių gyvenimas paprastai nenaudoja. Dėl to bakterijose gali susidaryti neįprasti polimerai, pavyzdžiui, medžiaga, kuri patenka į neperšaunamas liemenes.

Taip pat yra mokslinis klausimas, sako Chinas. Nuo septintojo dešimtmečio, kai mokslininkai pirmą kartą nulaužė kodą, buvo neaišku, kodėl jis veikia taip, kaip veikia – iš daugybės galimybių, kodėl būtent ši?

1968 m. Francis Crick, vienas iš DNR cheminės struktūros atradėjų, pasiūlė įšaldytos avarijos teoriją. Jis pasiūlė, kad išsivysčius pagrindinėms gyvybės formoms, tripletų kodai užsifiksuotų, nes bet koks nukrypimas nuo universalios programos būtų didelis trūkumas. Pašalindami kodonus, sulaužome tą bendrą kalbą, sako Chinas. Atšaukiame kodą.

paslėpti