{"id":30858,"date":"2019-10-31T21:37:49","date_gmt":"2019-10-31T18:37:49","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/pervyj-kompyuternyj-genom-mozhet-privesti-k-sozdaniyu-sinteticheskih-form-zhizni\/"},"modified":"2019-10-31T21:37:49","modified_gmt":"2019-10-31T18:37:49","slug":"pervyj-kompyuternyj-genom-mozhet-privesti-k-sozdaniyu-sinteticheskih-form-zhizni","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/pervyj-kompyuternyj-genom-mozhet-privesti-k-sozdaniyu-sinteticheskih-form-zhizni","title":{"rendered":"Das erste computerbasierte Genom k\u00f6nnte zur Schaffung synthetischer Lebensformen f\u00fchren","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Alle DNA-Sequenzen der von Wissenschaftlern untersuchten Lebensformen werden in einer Datenbank des National Center for Biotechnology Information in den USA gespeichert. Am 1. April wurde ein neuer Eintrag in der Datenbank hinzugef\u00fcgt: \u201eCaulobacter ethensis-2.0\u201c. Dies ist das weltweit erste vollst\u00e4ndig am Computer modellierte und anschlie\u00dfend synthetisierte synthetische Genom eines lebenden Organismus, entwickelt von Wissenschaftlern der ETH Z\u00fcrich. Es sollte jedoch betont werden, dass, obwohl das Genom C. ethensis-2.0 erfolgreich als gro\u00dfe DNA-Molek\u00fcl erhalten wurde, der entsprechende lebende Organismus bislang noch nicht existiert.<\/p>\n

\"Das<\/p>\n

Die Forschungsarbeit wurde von Bit Christen, Professor f\u00fcr experimentelle Systembiologie, und seinem Bruder Matthias Christen \u2013 einem Chemiker \u2013 durchgef\u00fchrt. Das neue Genom, das den Namen Caulobacter ethensis-2.0 tr\u00e4gt, wurde durch die Reinigung und Optimierung des nat\u00fcrlichen Codes der Bakterie Caulobacter crescentus \u2013 einer harmlosen Bakterie, die weltweit in S\u00fc\u00dfwasser vorkommt \u2013 geschaffen.  <\/p>\n

\"Das
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Vor \u00fcber zehn Jahren entwickelte ein Team unter der Leitung des Genetikers Craig Venter die erste \u201esynthetische\u201c Bakterie. W\u00e4hrend ihrer Forschung synthetisierten die Wissenschaftler eine Kopie des Genoms von Mycoplasma mycoides, die dann in eine Tr\u00e4gerzelle implantiert wurde, die daraufhin vollst\u00e4ndig lebensf\u00e4hig war und die F\u00e4higkeit zur Selbstvermehrung behielt.<\/p>\n

Eine neue Studie setzt die Arbeit von Craig Venter fort. W\u00e4hrend zuvor Wissenschaftler ein digitales Modell der DNA eines echten Organismus erstellt und basierend darauf ein Molek\u00fcl synthetisiert hatten, geht das neue Projekt weiter und nutzt den originalen DNA-Code. Die Forscher haben diesen erheblich \u00fcberarbeitet, bevor sie ihn synthetisierten und die Funktionalit\u00e4t testeten.<\/p>\n

Die Forscher begannen mit dem urspr\u00fcnglichen Genom von C. crescentus, das 4000 Gene enth\u00e4lt. Wie bei allen lebenden Organismen tragen die meisten dieser Gene keine Informationen und sind \u201anicht-kodierende DNA\u2018. Nach der Analyse kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass nur etwa 680 von ihnen notwendig sind, um das \u00dcberleben der Bakterien im Labor zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n

Nach der Entfernung der \u201anicht-kodierenden DNA\u2018 und dem Erhalt des minimalen Genoms von C. crescentus setzte das Team seine Arbeit fort. F\u00fcr die DNA lebender Organismen ist eine eingebaute Redundanz charakteristisch, da die Synthese eines Proteins durch verschiedene Gene an mehreren Stellen der Kette kodiert wird. Die Forscher ersetzten mehr als 1\/6 von 800.000 DNA-Buchstaben im Zuge der Optimierung durch die Eliminierung doppelten Codes.<\/p>\n

«Dank unserem Algorithmus haben wir das Genom vollst\u00e4ndig in eine neue Sequenz von DNA-Buchstaben umgeschrieben, die nicht mehr mit der urspr\u00fcnglichen vergleichbar ist», sagt Bit Kristen, Mitautor der Studie. «Dabei blieb die biologische Funktion auf Ebene der Proteinsynthese unver\u00e4ndert».<\/p>\n

Um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob die gewonnene Kette in einer lebenden Zelle ordnungsgem\u00e4\u00df funktioniert, z\u00fcchteten die Forscher einen Stamm von Bakterien, die sowohl das nat\u00fcrliche Genom von Caulobacter als auch Segmente des k\u00fcnstlichen Genoms in ihrer DNA enthielten. Die Wissenschaftler schalteten einzelne nat\u00fcrliche Gene aus und testeten die F\u00e4higkeit ihrer k\u00fcnstlichen Alternativen, dieselbe biologische Rolle zu erf\u00fcllen. Das Ergebnis war beeindruckend: Etwa 580 von 680 k\u00fcnstlichen Genen erwiesen sich als funktionsf\u00e4hig.<\/p>\n

«Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden wir unseren Algorithmus verbessern und eine neue Version des Genoms 3.0 entwickeln», sagt Kristen. «Wir sind zuversichtlich, dass wir in naher Zukunft lebende Bakterienzellen mit einem vollst\u00e4ndig synthetischen Genom schaffen werden».<\/p>\n

In der ersten Phase werden solche Studien Genetikern helfen, die Richtigkeit ihres Wissens \u00fcber das Verst\u00e4ndnis von DNA und die Rolle einzelner Gene darin zu \u00fcberpr\u00fcfen, da jeder Fehler in der Synthese der Kette dazu f\u00fchren kann, dass ein Organismus mit dem neuen Genom stirbt oder unvollst\u00e4ndig ist. In Zukunft k\u00f6nnten sie zur Schaffung synthetischer Mikroorganismen f\u00fchren, die f\u00fcr vordefinierte Aufgaben entwickelt werden. K\u00fcnstliche Viren k\u00f6nnten gegen ihre nat\u00fcrlichen Verwandten k\u00e4mpfen, w\u00e4hrend spezielle Bakterien Vitamine oder Medikamente produzieren.<\/p>\n

Die Studie wurde im Journal PNAS ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

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Quelle: 3dnews.ru<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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