Ĉiuj DNA-sekvencoj de vivoformoj studitaj de sciencistoj estas stokitaj en datumbazo posedata de la Nacia Centro por Bioteknologio-Informo en Usono. Kaj la 1-an de aprilo aperis nova enskribo en la datumbazo: "Caulobacter ethensis-2.0." Ĉi tiu estas la unua tutmonde plene komputile modelita kaj poste sintezita sinteza genaro de vivanta organismo, evoluigita de sciencistoj de ETH Zurich (ETH Zurich). Tamen oni devas emfazi, ke kvankam la genaro de C. ethensis-2.0 sukcese akiris en formo de granda DNA-molekulo, responda vivanta organismo ankoraŭ ne ekzistas.
La esplorlaboron faris Beat Christen, profesoro pri eksperimenta sistema biologio, kaj lia frato Matthias Christen, kemiisto. La nova genaro, nomita Caulobacter ethensis-2.0, estis kreita per purigado kaj optimumigado de la natura kodo de la bakterio Caulobacter crescentus, sendanĝera bakterio kiu vivas en dolĉa akvo ĉirkaŭ la mondo.
Antaŭ pli ol jardeko, teamo gvidita de genetikisto Craig Venter kreis la unuan "sintezan" bakterion. En la kurso de sia laboro, sciencistoj sintezis kopion de la Mycoplasma mycoides genaro, tiam ĝi estis enplantita en portantan ĉelon, kiu tiam montriĝis plene realigebla kaj konservis la kapablon reprodukti sin.
La nova studo daŭrigas la laboron de Kreiger. Se antaŭe sciencistoj kreis ciferecan modelon de la DNA de reala organismo kaj sintezis molekulon surbaze de ĝi, la nova projekto iras plu, uzante la originan DNA-kodon. Sciencistoj vaste reverkis ĝin antaŭ ol sintezi ĝin kaj testi ĝian funkciecon.
La esploristoj komencis per la origina genaro de C. crescentus, kiu enhavas 4000 680 genojn. Kiel ĉe ĉiuj vivantaj organismoj, la plej multaj el ĉi tiuj genoj ne portas ajnan informon kaj estas "ruta DNA". Post la analizo, sciencistoj alvenis al la konkludo, ke nur ĉirkaŭ XNUMX el ili estas necesaj por konservi la vivon de bakterioj en la laboratorio.
Post forigado de la rubo DNA kaj akirado de minimuma genaro de C. crescentus, la teamo daŭrigis sian laboron. La DNA de vivantaj organismoj estas karakterizita per la ĉeesto de enkonstruita redundo, kiu konsistas en tio, ke la sintezo de la sama proteino estas ĉifrita de malsamaj genoj en pluraj sekcioj de la ĉeno. La esploristoj anstataŭigis pli ol 1/6 el la 800 DNA-leteroj en optimumigo por forigi duplikatan kodon.
"Danke al nia algoritmo, ni tute reverkis la genaron en novan sekvencon de DNA-leteroj, kiu ne plu similas al la originalo," diras Beat Christen, kunĉefa aŭtoro de la studo. "Samtempe, la biologia funkcio ĉe la nivelo de proteina sintezo restis senŝanĝa."
Por provi ĉu la rezulta ĉeno funkcius ĝuste en vivanta ĉelo, la esploristoj kreskigis trostreĉiĝon de bakterioj kiuj havis kaj la naturan Caulobacter-genaron kaj segmentojn de la artefarita genaro en sia DNA. Sciencistoj malŝaltis individuajn naturajn genojn kaj testis la kapablon de siaj artefaritaj ekvivalentoj plenumi la saman biologian rolon. La rezulto estis sufiĉe impona: ĉirkaŭ 580 el 680 artefaritaj genoj montriĝis funkciaj.
"Kun la konoj akiritaj, ni povos plibonigi nian algoritmon kaj evoluigi novan version de la genaro 3.0," diras Kristen. "Ni kredas, ke en proksima estonteco ni kreos vivantajn bakteriajn ĉelojn kun tute sinteza genaro."
En la unua etapo, tiaj studoj helpos genetikistojn kontroli la precizecon de ilia scio en la kampo de kompreno de DNA kaj la rolo de individuaj genoj en ĝi, ĉar ajna eraro en la sintezo de la ĉeno kondukos al la fakto, ke la organismo kun la nova genaro mortos aŭ estos difektita. En la estonteco, ili kondukos al la apero de sintezaj mikroorganismoj, kiuj estos kreitaj por antaŭdestinitaj taskoj. Artefaritaj virusoj povos batali kontraŭ siaj naturaj parencoj, kaj specialaj bakterioj produktos vitaminojn aŭ medikamentojn.
La studo estis publikigita en la revuo PNAS.
fonto: 3dnews.ru