Të gjitha sekuencat e ADN-së së formave të jetës të studiuara nga shkencëtarët ruhen në një bazë të dhënash që i përket Qendrës Kombëtare për Informacionin Bioteknologjik në SHBA. Dhe më 1 Prill, në bazën e të dhënave u shfaq një hyrje e re: "Caulobacter ethensis-2.0". Ky është genom i parë tërë kompjuterikisht i modeluar dhe më pas i sintetizuar i një organizmi të gjallë, i zhvilluar nga shkencëtarët e ETH Zurich (Shkolla Teknologjike e Zyrihut). Megjithatë, duhet të theksohet se megjithëse genom-i C. ethensis-2.0 u prodhua me sukses si një molekulë e madhe ADN-je, organizmi i gjallë përkatës ende nuk ekziston.
Punimi kërkues është kryer nga Bit Kristian, profesor i biologjisë sistemike eksperimentale, dhe vëllai i tij Matias Kristian — kimist. Genomi i ri, i quajtur Caulobacter ethensis-2.0, u krijua duke pastruar dhe optimizuar kodin natyror të bakterës Caulobacter crescentus — një bakter i pafajshëm që jeton në ujërat e ëmbla në mbarë botën.
Më shumë se dhjetë vjet më parë, një ekip i udhëhequr nga gjenezisti Craig Venter krijoi bakterinë e parë "sintetike". Gjatë punës së tij, shkencëtarët sintetizuan një kopje të genomit Mycoplasma mycoides, e cila më pas u implantuar në një qelizë-mbajtëse, e cila pas kësaj rezultoi të ishte plotësisht e jetueshme dhe ruajti aftësinë për vetë-reprodukim.
Studimi i ri e vazhdon punën e Craig-it. Ndryshe nga herët kur shkencëtarët krijuan një model dixhital të ADN-së së një organizmi real dhe në bazë të saj sintetizuan një molekulë, projekti i ri shkon më tej, duke përdorur kodin origjinal të ADN-së. Shkencëtarët e kanë ripërdorur atë në mënyrë të konsiderueshme para se ta sintetizojnë dhe të verifikojnë funksionalitetin e tij.
Shkencëtarët filluan me genom-in origjinal të C. crescentus, i cili përmban 4000 gene. Ashtu si në çdo organizëm të gjallë, pjesa më e madhe e këtyre geneve nuk mban informacion dhe janë "ADN e mbeturinave". Pas analizës, shkencëtarët arritën në përfundimin se vetëm rreth 680 prej tyre janë të nevojshme për të mbajtur në jetë bakterinë në laborator.
Pas pastrimit të "DNK-së mbeturinë" dhe marrjes së gjenomit minimal C. crescentus, ekipi vazhdoi punën. DNK e organizmave të gjallë ka të pranishme një tepricë të integruar, e cila përfshin faktin se sinteza e të njëjtit proteinë kodifikohet nga gene të ndryshme në disa segmente të zinxhirit. Kërkuesit zëvendësuan më shumë se 1/6 nga 800,000 shkronjat e DNK-së gjatë optimizimit për të hequr kodin e dyfishuar.
"Falë algoritmit tonë ne e rishkruam plotësisht gjenomin në një sekuencë të re shkronjash DNK, e cila nuk ngjan më me origjinalen", thotë Bit Kristen, bashkautori i hulumtimit. "Në të njëjtën kohë, funksioni biologjik në nivelin e sintezës së proteinave mbeti i pandryshuar".
Për të verifikuar nëse zinxhiri i marrë do të punojë siç duhet në një qeliza të gjallë, kërkuesit rritën një stam bakteresh që kishin në DNK-në e tyre si gjenomin natyror Caulobacter ashtu edhe segmente të gjenomit artificial. Shkencëtarët çaktivizuan gene natyrorë individualë dhe verifikuan aftësinë e analogëve të tyre artificialë për të kryer të njëjtin rol biologjik. Rezultati ishte mjaft impresionues: rreth 580 nga 680 gene artificiale doli të ishin funksionale.
"Falë njohurive të marra, ne do të mund të përmirësojmë algoritmin tonë dhe të zhvillojmë një version të ri të gjenomit 3.0", thotë Kristen. "Ne besojmë se në të ardhmen e afërt do të krijojmë qeliza bakteriale të gjalla me një gjenom plotësisht sintetike".
Në fazën e parë, këto hulumtime do të ndihmojnë gjenetikët të verifikojnë saktësinë e njohurive të tyre në lidhje me kuptimin e DNK-së dhe rolin e geneve të veçanta në të, pasi çdo gabim në sintezën e zinxhirit do të çojë në vdekjen ose papërsosmëri të organizmave me gjenomin e ri. Në të ardhmen, këto gjithashtu do të çojnë në krijimin e mikroorganizmave sintetike, të cilat do të krijohen për detyra të parapara. Virusët artificialë do të jenë në gjendje të luftojnë me të afërmit e tyre natyrorë, ndërsa bakteret speciale do të prodhojnë vitamina ose ilaçe.
Hulumtimi u publikua në revistën PNAS.
Burimi: 3dnews.ru
