Учени създадоха първия в света напълно синтетичен жив организъм с драстично променен ДНК код.
Лабораторно отгледаният микроб - бактериален щам, който обикновено се среща в почвата и човешките черва - е подобен на естествените си братовчеди, но разчита на по-малък набор генетични инструкции.
Наличието му доказва, че живот може да съществува и с ограничен генетичен код и отваря пътя за организми, с модифицирани биологични механизми с цел производства на лекарства и полезни материали или за добавяне на нови характеристики, като устойчивост на вируси.
След двегодишни усилия, учени от лабораторията по молекулярна биология към Кеймбриджкия университет, разчели и променили ДНК-то на бактерията Ешерихия коли, преди да създадат клетки със синтетична версия на променения геном.
Изкуственият геном съдържа 4 милиона базови двойки. Принтирани на лист с формат А4, те биха заели 970 страници, което прави този геном най-големия създаван до момента от учените.
ДНК-то в клетките съдържа инструкциите, нужни им да функционират правилно. Когато клетката се нуждае от повече протеини, например за да расте, тя разчита ДНК-то, кодиращо правилните протеини. Буквите на ДНК се обединяват в тринуклеотидни единици, наречени кодони – например TCG и TCA.
Почти всички форми на живот – от медузите до хората използват 64 кодона. Но много от тях вършат една и съща работа. Общо 61 кодона съставляват 20 естествени аминокиселини, които могат да се нанижат заедно, като мънистна на конец, за създаването на който и да е протеин. Три други кодона служат като знак “стоп”: те казват на клетката кога протеинът е готов - като точка бележеща края на изречението.
Кеймбриджкият екип променил генома на Ешерихия коли като отстранил част от излишните кодони. Учените разгледали компютърна версия на ДНК на бактерията. Всеки път когато се натъкнели на TCG – кодон съставляващ аминокиселината серин, те я пренаписвали като AGC, който вършел същата работа. По същия начин били заменени още два кодона.
Над 18 000 редакции по-късно, учените отстранили всичките излишни кодона от генома на бактерията. Промененият генетичен код бил химически синтезиран и едно по едно добавен към Ешерихия коли, където заменил естествения геном на организма. Резултатът е микробиом с напълно синтетичен и радикално променен ДНК код. Наречената Syn61 бактерия е малко по-дълга от нормалното, расте по-бавно, не въпреки това оцеляла.
Подобно модифициране на живи организми би могло да се окаже полезно. Тъй като ДНК-то им е различно, вирусите няма да успеят да се разпространят в тях, което ще ги направи вирусоустойчиви.
Ешерихия коли вече се използва от биофармацевтичната индустрия за производство на инсулин за лечение на диабет и други вещества за лечение на рак, множествена склероза, сърдечен удар и очни заболявания, но целият производствен процес може да бъде нарушен, когато бактериалните култури бъдат заразени с вируси или други бактерии. И това не е всичко: в бъдеще благодарение на променения генетичен код може да започнат да се произвеждат ензими, протеини и лекарства.
Източник: theguardian.com
