Odkrywanie genomu jest kluczem do projektantów organizmów

Przez ponad 20 lat J. Craig Venter próbował stworzyć komórkę z jak najmniejszą liczbą genów w nadziei, że okrojona komórka powie nam coś o potrzebach życia.

W artykule opublikowanym dzisiaj w Nauka , Venter i jego zespół ogłosili, że zrobili duży krok w kierunku tego celu i znaleźli po drodze kilka niespodzianek.

Lista części podstawowego życia jest o jedną trzecią dłuższa, niż sądzili naukowcy, powiedział Venter, znany z wygrania wyścigu w mapowaniu ludzkiego genomu. I zależy to znacznie bardziej od kontekstu, niż im się wydawało.

Aby ich syntetyczna komórka mogła się replikować i rosła wystarczająco szybko, aby można ją było wykorzystać w laboratorium, pobrano 473 geny, z których 149 ma niejasną funkcję.

Venter, założyciel, prezes i dyrektor generalny Instytutu J. Craiga Ventera, który prowadził badania, powiedział, że rozpoczął polowanie zakładając, że będzie w stanie wskazać jeden lub kilka genów odpowiedzialnych za tę lub inną cechę. Zamiast tego, powiedział na środowej konferencji prasowej, dowiedział się, że funkcje, choroby i podstawowa egzystencja zależą od wzajemnego oddziaływania wielu genów.

Życie jest bardziej jak orkiestra symfoniczna niż grający na piccolo, powiedział.

Większość zastosowań tej syntetycznej komórki minęła lata lub dekady, ale jest to ważny postęp naukowy.

Gromada syntetycznych komórek z najmniejszą liczbą genów potrzebnych do wzrostu i podziału. W hodowlach te tak zwane komórki JCVI-syn.30 tworzą różnorodne struktury.

Jest to naprawdę przydatne, aby dać ci wgląd w to, jaka jest naprawdę lista minimalnych części potrzebnych do utrzymania organizmu, powiedział Jef Boeke, dyrektor Institute for Systems Genetics w Langone Medical Center na Uniwersytecie Nowojorskim. Zrozumienie podstawowego okablowania komórki ma ogromną wartość.

Komórka syntetyczna, nazwana JCVI-syn3.0, ma również potencjalne zastosowania w rozwoju medycyny, żywienia, rolnictwa, biopaliw i biochemikaliów, powiedział Dan Gibson, wiceprezes DNA Technology for Synthetic Genomics, firmy założonej przez Venter w celu komercjalizacji postępów genetycznych. , który również był zaangażowany w nową pracę.

Naszą długoterminową wizją jest możliwość projektowania i budowania syntetycznych organizmów na żądanie, które wykonują określone funkcje zaprogramowane w genomie komórkowym, napisał Gibson w kolejnym e-mailu. Syntetyczne komórki z minimalną listą części poświęciłyby maksymalną energię na swój cel — po prostu rosłyby, dzieliły się i wytwarzały produkt zaprogramowany w komórce.

Zapytany o konkretne przykłady zastosowań, Venter wspomniał o syntetycznych antybiotykach i trwającej współpracy pomiędzy Synthetic Genomics i United Therapeutics w celu hodowania przeszczepialnych narządów u świń. Ludzie nie mogą używać świńskich serc, płuc ani wątrób ze względu na ryzyko odrzucenia i chorób, ale firmy próbują wprowadzić zmiany w genomie świni, aby było to możliwe.

Genetyk z Uniwersytetu Harvarda, George Church, woli edytować funkcje w istniejących genomach, niż budować od dołu. Church powiedział, że JCVI-syn3.0 jest znaczącym osiągnięciem akademickim, ale nie widzi dla niego zbytniego praktycznego zastosowania w perspektywie krótkoterminowej.

Nie chcę być niegrzeczny, powiedział Church. Myślę, że zrobili to cudownie.

Church powiedział, że jako wyczyn naukowy był bardziej pod wrażeniem wcześniejszej pracy grupy wykonanej ponad pięć lat temu, która pokazała, że ​​zespół może zsyntetyzować znacznie większy genom, który jest znacznie bliższy złożoności potrzebnej do zastosowań w świecie rzeczywistym.

Venter powiedział, że praca pokazuje, jak daleko jeszcze musimy się posunąć, aby zrozumieć genomy nawet najprostszych stworzeń.

Fakt, że zajęło to bardzo oddany, niezwykle kompetentny zespół z laureatem Nagrody Nobla, trzema członkami Narodowej Akademii Nauk i kilkoma błyskotliwymi młodymi naukowcami tak długo, aby zajść tak daleko, mówi nam wiele o podstawach życia i mówi o kolejnych fazach nie będą trywialne, powiedział.

ukryć