Naukowcy wymienili genom drobnoustroju jelitowego E. coli na sztuczny

Mikrofotografia E. coli NIAID

Naukowcy twierdzą, że zastąpili wszystkie geny E coli bakterie z kompletną kopią genomu zsyntetyzowanego w laboratorium. To krok w kierunku stworzenia drobnoustrojów, które są genetycznie dostosowane do produkcji określonych materiałów, takich jak kevlar lub inne polimery.

Raport naukowców z Uniwersytetu Cambridge w naturze jak stopniowo zastąpili cały genom organizmu — ma on 4 miliony liter DNA — sztucznie wytworzonymi genami.

Zajęło to dwa lata, ale chcielibyśmy doprowadzić to do punktu, w którym będziemy mogli wyprodukować nowe syntetyczne genomy w mniej niż miesiąc, mówi Jason Chin, biolog z UK Medical Research Council, który kierował zespołem. To znacznie przyspieszyłoby pole, liczbę rzeczy, które możemy zrobić i przetestować.

Pierwsze syntetyczne genomy bakterii powstały w 2008 i 2010 roku w Instytucie J. Craig Venter. Ale E coli genom, który jest czterokrotnie większy, ustanawia nowy rekord.

Odrębne konsorcjum próbuje stworzyć drożdże piekarskie ze sztucznymi genami, ale ten projekt nie jest jeszcze ukończony.

Zastępując genom bakterii, zespół Chin również go uprościł, zastępując niektóre trzyliterowe zestawy instrukcji DNA lub kodony, których komórki używają do określenia, który z 20 aminokwasów dodadzą do białka.

W końcu Chin's E coli ma tylko 61 kodonów zamiast zwykłych 64.

Oznacza to nowy gatunek zarazków, zwany Syn61 , nie tylko mają geny wytworzone przez człowieka, ale także pokazują, że organizm może żyć z tym, co zespół brytyjski nazywa skompresowanym kodem genetycznym.

Jeden to osiągnięcie techniczne; druga mówi coś fundamentalnego o biologii io tym, jak plastyczny jest kod genetyczny, mówi Chin.

Uproszczenie E coli genom oznacza, że ​​niewykorzystane części kodu mogą teraz robić inne rzeczy. Na przykład można je zmienić, aby bakterie wytwarzały białka zawierające dowolny z kilkuset aminokwasów, z których życie normalnie nie korzysta. Mogłoby to prowadzić do wytwarzania nietypowych polimerów w bakteriach, takich jak materiał, z którego wykonane są kamizelki kuloodporne.

Jest też pytanie naukowe, mówi Chin. Od lat 60. XX wieku, kiedy naukowcy po raz pierwszy złamali kod, nie było jasne, dlaczego działa tak, jak działa – z tak wielu możliwości, dlaczego ta?

W 1968 Francis Crick, współodkrywca chemicznej struktury DNA, zaproponował teorię zamrożonego wypadku. Zasugerował, że gdy podstawowe formy życia wyewoluowały, kody trójek zostały zablokowane, ponieważ wszelkie odstępstwa od uniwersalnego programu byłyby dużą wadą. Usuwając kodony, łamiemy ten wspólny język, mówi Chin. Odblokowujemy kod.

ukryć