Zinātnieki ir izstrādājuši baktēriju celmu ar ģenētisku kodu atšķirībā no kaut kā dabā atrodams, iezīmējot revolucionāro progresu sintētiskajā bioloģijā.
Mikrobs, ko sauc par Syn57, ir Escherichia coli laboratorija izgatavota versija-baktērija, kas parasti izraisa infekcijas zarnās, urīnceļos un citās ķermeņa daļās.
Atšķirībā no visas zināmās dzīves, kas balstās uz 64 kodoniem vai trīs burtu DNS sekvencēm, kas šūnām stāsta, kā veidot olbaltumvielas, Syn57 izmanto tikai 57 kodonus.
Padomājiet par DNS kā pavārgrāmatu, kurā katrs kodons ir trīs burtu vārds, kas šūnai norāda, kuras aminoskābes vai sastāvdaļas izmanto.
Dzīvei parasti ir dažas instrukcijas par dublikātiem, bet Syn57 izslēdz ekstras, vienlaikus tomēr funkcionējoties.
Šie atbrīvotie kodoni paver durvis pilnīgi jaunām iespējām, ļaujot zinātniekiem izveidot olbaltumvielas un sintētiskos savienojumus, ko daba nekad nav radījusi.
Syn57 neparastais ģenētiskais kods padara to izturīgu arī pret vīrusiem, kas paļaujas uz standarta DNS valodu, lai nolaupītu šūnas. Tā kā tā kods ir tik atšķirīgs, tas ir mazāks, ka tas ir maz ticams, ka tas sajaucas ar dabiskajiem organismiem, atvieglojot bažas par drošību.
Šis izrāviens varētu arī bruģēt ceļu jaunām zālēm, progresīviem materiāliem un sintētiskām dzīvības formām, kas pārsniedz visu, kas redzams dabā.
Mikrobs, kas nosaukts par Syn57, ir Escherichia coli laboratorijas inženierzinātņu versija, baktērija, kas dabiski var izraisīt infekcijas zarnās, urīnceļos un citos ķermeņa apgabalos
Lai risinātu šo milzīgo projektu, zinātnieki sadalīja genomu 38 gabalos, katrs apmēram 100 000 DNS burtu garš.
Viņi katru gabalu uzcēla raugā un pēc tam ievietoja to E coli, izmantojot metodi ar nosaukumu Urexer, kas apvieno CRISPR-CAS9 un citus instrumentus, lai vienā solī apmainītos ar sintētisko DNS.
Daži genoma reģioni palēnināja izaugsmi vai pretojās izmaiņām, bet komanda atrisināja šos jautājumus, pielāgojot gēnu secības, atvienojot pārklājošus gēnus un uzmanīgi izvēloties, kurus kodonus apmainīties.
Soli pa solim fragmenti tika sašūti kopā galīgajā, pilnībā sintētiskajā baktērijā.
Rezultāts, Syn57, ir vissmagāk pārveidotais organisms, kas jebkad izgatavots, parādot, ka dzīve var izdzīvot ar daudz mazāku, vienkāršāku ģenētisko kodu.
Veslijs Robertsons, Lielbritānijas Medicīnas pētījumu padomes laboratorijas sintētiskais biologs, pastāstīja New York Times: “Mēs noteikti gājām cauri šiem periodiem, kur bijām, piemēram,” Vai tas būs strupceļš, vai arī mēs to varam redzēt cauri? “
Syn57 ir dzīvs, bet tik tikko. Kamēr parastais E. coli var dubultoties stundā, Syn57 prasa četrus, padarot to par “ārkārtīgi vājo”, Yonatan Chemla, MIT sintētisko biologu, kurš nebija iesaistīts pētījumā.
Baktērijas auga uz želejveida virsmas un barojošā šķidrumā, bet četras reizes lēnāk nekā to dabiskie kolēģi.
Dr Robertsons un viņa komanda tagad eksperimentē, lai redzētu, vai viņi var likt tai augt ātrāk.
Ja gūt panākumus, zinātnieki galu galā varētu to ieprogrammēt, lai veiktu uzdevumus, ko parastās baktērijas nevar.
Papildus 20 standarta aminoskābēm, kuras visu dzīvi izmanto olbaltumvielu pagatavošanai, ķīmiķi var radīt simtiem citu.
Syn57 septiņus trūkstošos kodonus varētu potenciāli pārvērtēt šīm nedabiskajām aminoskābēm, ļaujot baktērijai ražot jaunas zāles vai citas noderīgas molekulas.
SYN57 varētu arī padarīt inženierijas mikrobus drošākus videi.
Mikrobi viegli apmainās ar gēniem, kas var būt riskanti, ja inženierijas DNS izplatās.
Bet gēns no Syn57 būtu graujošs līdz dabiskām baktērijām tā unikālā ģenētiskā koda dēļ, neļaujot to izmantot ārpus laboratorijas.
