Is-sekwenzi kollha tad-DNA tal-forom tal-ħajja studjati mix-xjenzati huma maħżuna f'database proprjetà taċ-Ċentru Nazzjonali għall-Informazzjoni dwar il-Bijoteknoloġija fl-Istati Uniti. U fl-1 ta' April, dehret entrata ġdida fid-database: "Caulobacter ethensis-2.0." Dan huwa l-ewwel ġenoma sintetiku tad-dinja kompletament immudellat bil-kompjuter u mbagħad sintetizzat ta 'organiżmu ħaj, żviluppat minn xjenzati mill-ETH Zurich (ETH Zurich). Madankollu, għandu jiġi enfasizzat li għalkemm il-ġenoma ta 'C. ethensis-2.0 inkiseb b'suċċess fil-forma ta' molekula kbira tad-DNA, organiżmu ħaj korrispondenti għadu ma jeżistix.
Ix-xogħol ta’ riċerka sar minn Beat Christen, professur tal-bijoloġija tas-sistemi sperimentali, u ħuh Matthias Christen, kimiku. Il-ġenoma l-ġdid, imsejjaħ Caulobacter ethensis-2.0, inħoloq bit-tindif u l-ottimizzazzjoni tal-kodiċi naturali tal-batterju Caulobacter crescentus, batterju li ma jagħmilx ħsara li jgħix fl-ilma ħelu madwar id-dinja.
Aktar minn għaxar snin ilu, tim immexxi mill-ġenetiku Craig Venter ħoloq l-ewwel batterju "sintetiku". Matul ix-xogħol tagħhom, ix-xjentisti sintetizzaw kopja tal-ġenoma tal-Mycoplasma mycoides, imbagħad ġiet impjantata f'ċellula trasportatur, li mbagħad irriżulta li kienet kompletament vijabbli u żammet il-kapaċità li tirriproduċi ruħha.
L-istudju l-ġdid ikompli bil-ħidma ta' Kreiger. Jekk qabel ix-xjentisti ħolqu mudell diġitali tad-DNA ta 'organiżmu reali u sintetizzaw molekula bbażata fuqu, il-proġett il-ġdid imur lil hinn, billi juża l-kodiċi tad-DNA oriġinali. Ix-xjentisti ħadmuha mill-ġdid b'mod estensiv qabel sintetizzawha u ttestjaw il-funzjonalità tagħha.
Ir-riċerkaturi bdew bil-ġenoma oriġinali ta 'C. crescentus, li fih 4000 ġene. Bħal kull organiżmu ħaj, ħafna minn dawn il-ġeni ma jġorru l-ebda informazzjoni u huma "DNA junk". Wara l-analiżi, ix-xjentisti waslu għall-konklużjoni li madwar 680 minnhom biss huma meħtieġa biex tinżamm il-ħajja tal-batterja fil-laboratorju.
Wara li neħħa d-DNA junk u kiseb ġenoma minimu ta 'C. crescentus, it-tim kompla bil-ħidma tiegħu. Id-DNA ta 'organiżmi ħajjin hija kkaratterizzata mill-preżenza ta' redundancy inkorporata, li tikkonsisti fil-fatt li s-sintesi tal-istess proteina hija kkodifikata minn ġeni differenti f'diversi sezzjonijiet tal-katina. Ir-riċerkaturi ħadu post aktar minn 1/6 mit-800 ittra tad-DNA f'ottimizzazzjoni biex ineħħu kodiċi duplikat.
"Grazzi għall-algoritmu tagħna, aħna ktibna kompletament mill-ġdid il-ġenoma f'sekwenza ġdida ta 'ittri tad-DNA li m'għadhiex simili għall-oriġinal," tgħid Beat Christen, ko-awtur ewlieni tal-istudju. "Fl-istess ħin, il-funzjoni bijoloġika fil-livell tas-sintesi tal-proteini baqgħet ma nbidlitx."
Biex jittestjaw jekk il-katina li tirriżulta kinitx taħdem sew f'ċellula ħajja, ir-riċerkaturi kibru razza ta 'batterja li kellha kemm il-ġenoma naturali ta' Caulobacter kif ukoll segmenti tal-ġenoma artifiċjali fid-DNA tagħha. Ix-xjentisti tefgħu ġeni naturali individwali u ttestjaw il-kapaċità tal-kontropartijiet artifiċjali tagħhom li jwettqu l-istess rwol bijoloġiku. Ir-riżultat kien pjuttost impressjonanti: madwar 580 minn 680 ġeni artifiċjali rriżultaw li kienu funzjonali.
"Bl-għarfien miksub, inkunu nistgħu ntejbu l-algoritmu tagħna u niżviluppaw verżjoni ġdida tal-ġenoma 3.0," tgħid Kristen. "Aħna nemmnu li fil-futur qarib se noħolqu ċelloli batteriċi ħajjin b'ġenoma kompletament sintetiku."
Fl-ewwel stadju, studji bħal dawn se jgħinu lill-ġenetiki jivverifikaw l-eżattezza tal-għarfien tagħhom fil-qasam tal-fehim tad-DNA u r-rwol tal-ġeni individwali fih, peress li kwalunkwe żball fis-sintesi tal-katina jwassal għall-fatt li l-organiżmu bil- ġenoma ġdid se jmut jew ikun difettuż. Fil-futur, se jwasslu għall-emerġenza ta 'mikro-organiżmi sintetiċi li se jinħolqu għal kompiti predeterminati. Virusijiet artifiċjali se jkunu jistgħu jiġġieldu kontra l-qraba naturali tagħhom, u batterji speċjali se jipproduċu vitamini jew mediċini.
L-istudju ġie ppubblikat fil-ġurnal PNAS.
Sors: 3dnews.ru