{"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\/news\/pervyj-kompyuternyj-genom-mozhet-privesti-k-sozdaniyu-sinteticheskih-form-zhizni","title":{"rendered":"Das erste Computer-Genom k\u00f6nnte zur Schaffung synthetischer Lebensformen f\u00fchren.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Alle DNA-Sequenzen der untersuchten Lebensformen werden in einer Datenbank gespeichert, die dem National Center for Biotechnology Information in den USA geh\u00f6rt. Am 1. April wurde ein neuer Eintrag in der Datenbank hinzugef\u00fcgt: «Caulobacter ethensis-2.0». 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 ist jedoch zu betonen, dass, obwohl das Genom C. ethensis-2.0 erfolgreich in Form eines gro\u00dfen DNA-Molek\u00fcls erhalten wurde, der entsprechende lebende Organismus bisher noch nicht existiert.<\/p>\n

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Die Forschungsarbeit wurde von Bit Kristen, Professor f\u00fcr experimentelle Systembiologie, und seinem Bruder Matthias Kristen \u2013 Chemiker \u2013 durchgef\u00fchrt. Das neue Genom, genannt Caulobacter ethensis-2.0, wurde durch Reinigung und Optimierung des nat\u00fcrlichen Codes der Bakterie Caulobacter crescentus \u2013 eines harmlosen Bakteriums, das weltweit in S\u00fc\u00dfwasser vorkommt \u2013 erstellt.  <\/p>\n

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Vor \u00fcber zehn Jahren schuf ein Team unter der Leitung des Genetikers Craig Venter das erste «synthische» Bakterium. Im Verlauf ihrer Arbeit synthetisierten die Wissenschaftler eine Kopie des Genoms von Mycoplasma mycoides, das dann in eine Tr\u00e4gerzelle implantiert wurde, die anschlie\u00dfend vollst\u00e4ndig lebensf\u00e4hig war und die F\u00e4higkeit zur Selbstvermehrung behielt.<\/p>\n

Die neue Studie setzt die Arbeit von Kraiger fort. W\u00e4hrend die Wissenschaftler zuvor ein digitales Modell der DNA eines realen Organismus erstellt und darauf basierend ein Molek\u00fcl synthetisiert hatten, geht das neue Projekt weiter und nutzt den urspr\u00fcnglichen DNA-Code. Die Wissenschaftler haben ihn wesentlich umgestaltet, bevor sie ihn synthetisierten und die Funktionsf\u00e4higkeit \u00fcberpr\u00fcften.<\/p>\n

Die Forscher begannen mit dem urspr\u00fcnglichen Genom von C. crescentus, das 4000 Gene enth\u00e4lt. Wie bei allen lebenden Organismen tr\u00e4gt der Gro\u00dfteil dieser Gene keine Informationen und ist als «M\u00fcll-DNA» bekannt. Nach einer durchgef\u00fchrten Analyse kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass nur etwa 680 davon notwendig sind, um das Leben des Bakteriums im Labor aufrechtzuerhalten.<\/p>\n

Nach der Entfernung der «M\u00fcll-DNA» und der Gewinnung des minimalen Genoms von C. crescentus setzte das Team seine Arbeit fort. DNA lebender Organismen zeichnet sich durch eingebaute Redundanz aus, wobei die Synthese desselben Proteins durch verschiedene Gene an mehreren Stellen der Kette kodiert wird. Die Forscher ersetzten mehr als 1\/6 von 800.000 DNA-Zeichen w\u00e4hrend der Optimierung zur Entfernung von doppeltem Code.<\/p>\n

«Dank unseres Algorithmus haben wir das Gen vollst\u00e4ndig in eine neue DNA-Buchstabenfolge umgeschrieben, die sich nicht mehr von der urspr\u00fcnglichen unterscheidet», sagt Bit Kristen, Mitautor der Studie. «Dabei blieb die biologische Funktion auf der Ebene der Proteinproduktion unver\u00e4ndert».<\/p>\n

Um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob die erhaltene Kette in einer lebenden Zelle ordnungsgem\u00e4\u00df funktioniert, z\u00fcchteten die Forscher einen Bakterienstamm, der sowohl das nat\u00fcrliche Genom von Caulobacter als auch Segmente des k\u00fcnstlichen Genoms in seiner DNA hatte. Die Wissenschaftler schalteten einzelne nat\u00fcrliche Gene aus und pr\u00fcften die F\u00e4higkeit ihrer k\u00fcnstlichen Entsprechungen, die gleiche biologische Rolle zu erf\u00fcllen. Das Ergebnis war ziemlich beeindruckend: Etwa 580 von 680 k\u00fcnstlichen Genen waren funktionsf\u00e4hig.<\/p>\n

«Dank der gewonnenen Erkenntnisse werden wir in der Lage sein, unseren Algorithmus zu verbessern und eine neue Version des Genoms 3.0 zu entwickeln», sagt Kristen. «Wir glauben, dass wir in naher Zukunft lebende Bakterienzellen mit einem vollst\u00e4ndig synthetischen Genom erzeugen werden».<\/p>\n

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

Die Studie wurde in der Zeitschrift 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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