Wyznaczanie trendów w nauce: Naukowcy stworzyli najmniejszy znany genom żywej komórki
W ramach przełomowego dla wiedzy biologicznej przedsięwzięcia, naukowcy z Instytutu J. Craiga Ventera w La Jolla, Kalifornia, obniżali liczbę genów chromosomu bakterii Mycoplasma, aż osiągnęli minimalny wymagany zestaw do życia i replikacji. Następnie ponownie zsyntetyzowali geny w jeden łańcuch DNA i „restartowali” genetycznie pustą komórkę do momentu ponownego ożywienia. Zsyntetyzowana komórka, nazwana oficjalnie JCVI Syn3.0 (lub w skrócie Syn3.0) która ma 473 geny i 531 000 zasad DNA, jest zatem mniejsza od najmniejszego znanego naturalnego genomu spokrewnionych gatunków bakterii o nazwie M genitalium, który składa się z 525 genów i 600 000 zasad DNA. Komórka Syn3.0 jest również w stanie podwajać swoją wielkość co trzy godziny, podczas M genitalium zabiera to kilka tygodni. Zespół badawczy nazywa nową komórkę „minimalną komórką bakteryjną”, podkreślając fakt, że minimalna liczba genów jest uzależniona zarówno od warunków środowiskowych, jak i od metabolizmu organizmu. Odkrywanie sekretów życia Odkrycie, opublikowane w czasopiśmie »Science«, może rzucić światło na jedno z najważniejszych pytań, które od stuleci nurtuje rodzaj ludzki: czym jest życie? A dokładniej stworzenie Syn3.0 może zapewnić wgląd w historię ewolucji życia w pierwotnych oceanach ponad trzy miliardy lat temu. Dr Craig Venter, stojący na czele zespołu badawczego, twierdzi, że mimo zwiększenia miliardkrotnie w ciągu ostatnich 25 lat „prędkości odczytu” kodu DNA, nie zostały wyjaśnione wszystkie funkcje nawet jednej komórki. Dr Venter sam jest pionierem badań nad DNA i kierował jednym z dwóch zespołów badawczych, które dokonały w czerwcu 2000 r. sekwencjonowania genomu człowieka. Wraz ze swoim długoletnim współpracownikiem, Clydem Hutchisonem, stworzył w 2010 r. pierwszy syntetyczny drobnoustrój ze sztucznie wytworzonego chromosomu z jednego z gatunków bakterii Mycoplasma, który posłużył do „zrestartowania” pustej komórki innego gatunku Mycoplasma. Ten syntetyczny drobnoustrój został oficjalnie nazwany JCVI-Syn-1.0 i był bezpośrednim poprzednikiem Syn.3.0. Perspektywy komercyjne Wartość komercyjna Syn3.0 budzi spore nadzieje. Jej twórcy zgłosili teraz do opatentowania informacje genetyczne i mają nadzieję wykorzystać je jako nośnik testowy do prowadzenia bardziej podstawowych badań biologicznych oraz jako punkt wyjścia do opracowania wysoce zaawansowanych i precyzyjnych produktów biochemicznych. „Nasza długofalowa wizja zakłada projektowanie i budowanie syntetycznych organizmów na zamówienie, którym można dodawać specyficzne funkcje i przewidywać, jakie będą tego skutki” – stwierdził Dan Gibson z przedsiębiorstwa Synthetic Genomics, które jest partnerem badań. „Jesteśmy przekonani, że te komórki byłyby niezwykle przydatne w wielu zastosowaniach przemysłowych, od medycyny i przemysłu biochemicznego, przez biopaliwa, po produkty odżywcze i rolnictwo”. Mimo iż odkrycie opisywane jest jako „ogromny skok naprzód”, upłynie trochę czasu, zanim potencjał komercyjny Syn3.0 będzie można w pełni wykorzystać. Dr Venter wraz z zespołem był w stanie ustalić funkcję tylko dwóch trzecich genów Syn3.0 podczas gdy jedna trzecia nadal pozostaje owiana tajemnicą. To milowy krok, jednak genetycy nadal mają przed sobą sporą drogę do przebycia, zanim dotrą do czynnika sprawczego życia.
Kraje
Stany Zjednoczone