Të gjitha sekvençat e ADN-së të organizmave të jetës të studiuara nga shkencëtarët ruhen në një bazë të dhënash që i përket Qendrës Kombëtare të Informacionit mbi Bioteknologjinë në SHBA. Dhe më 1 prill në këtë bazë të dhënash u shfaq një regjistër i ri: «Caulobacter ethensis-2.0». Ky është gjenomi i parë në botë i modelluar plotësisht në kompjuter dhe më pas i sintetizuar, i një organizmi të gjallë, i zhvilluar nga shkencëtarët e ETH Zurich (Shkolla e Lartë Teknike e Cürichut). Megjithatë, duhen theksuar se, megjithëse gjenomi C. ethensis-2.0 u arrit me sukses në formën e një molekule të madhe ADN-je, organizmi përkatës ende nuk ekziston.
Punimi kërkues u krye nga Bit Kristen, profesor i biolojisë sistematike eksperimentale, dhe vëllai i tij Matthias Kristen — një kimist. Gjenomi i ri, i quajtur Caulobacter ethensis-2.0, u krijua duke pastruar dhe optimizuar kodin natyror të baktereve Caulobacter crescentus — një bakter i padëmshëm që jeton në ujë të freskët në të gjithë botën.
Më shumë se dhjetë vjet më parë, një ekip të udhëhequr nga gjenetisti Craig Venter krijoi bakterin e parë "sintetik". Gjatë punës së tij, shkencëtarët sintetizuan një kopje të gjenomit Mycoplasma mycoides, e cila më pas u implantua në një qelizë-nosëse që pastaj u bë plotësisht e jetueshme dhe ruajti aftësinë për të riprodhuar vetveten.
Studimi i ri vazhdon punën e Kreigerit. Nëse më parë shkencëtarët krijuan një model digjital të ADN-së së një organizmi të vërtetë dhe mbi të sintetizuan një molekulë, projekti i ri shkon më larg, duke përdorur kodin origjinal të ADN-së. Shkencëtarët e rishikuan atë ndjeshëm përpara se të sintetizojnë dhe testojnë funksionalitetin e saj.
Shkencëtarët filluan me gjenomën origjinale të C. crescentus, e cila përmban 4000 gene. Si te çdo organizëm i gjallë, shumica e këtyre geneve nuk kanë asnjë informacion dhe janë "ADN e mbeturinave". Pas analizës së kryer, shkencëtarët arritën në përfundimin se rreth 680 nga ato janë të nevojshme për të mbajtur jetën e bakterit në laborator.
Pas heqjes së "ADN-së së mbeturinave" dhe arritjes së gjenomës minimale të C. crescentus, ekipi vazhdoi punën. ADN-ja e organizmave të gjallë karakterizohet nga një tepricë e brendshme, ku sinteza e një proteine të njëjtë kodifikohet nga gene të ndryshme në disa pjesë të zinxhirit. Shkencëtarët zëvendësuan më shumë se 1/6 e 800,000 shkronjave të ADN-së gjatë optimizimit për heqjen e kodit të dyfishuar.
"Me algoritmin tonë, ne e rim shkruam plotësisht gjenomin në një sekuencë të re shkronjash ADN-je, e cila nuk ngjan më me origjinalen," thotë Bit Kristen, bashkautor i studimit. "Megjithatë, 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 qelizë të gjallë, shkencëtarët rriten një soj bakteresh që kishin në ADN-në e tyre si gjenomin natyror Caulobacter ashtu edhe segmente të gjenomit artificial. Shkencëtarët çaktivizuan gene natyrale të veçanta dhe verifikuan aftësinë e analogëve të tyre artificialë për të kryer të njëjtën rol biologjik. Rezultati u tregua mjaft impresionues: rreth 580 nga 680 gene artificialë ishin funksionalë.
"Me njohuritë e fituara, ne do të jemi në gjendje 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 sintetik."
Në fazën e parë, studime të tilla do të ndihmojnë gjenetikët të kontrollojnë saktësinë e njohurive të tyre mbi kuptimin e ADN-së dhe rolin e geneve të veçanta në të, pasi çdo gabim në sintezën e zinxhirit do të çojë në vdekjen e organizmit me gjenom të ri ose do të jetë funksionalisht i paaftë. Në të ardhmen, ato do të çojnë në krijimin e mikroorganizmave sintetikë, që do të krijohen për detyra të caktuara paraprakisht. Viruset artificiale do të jenë në gjendje të luftojnë me homologët e tyre natyrorë, ndërsa bakteritë speciale do të prodhojnë vitamina apo ilaçe.
Studimi u publikua në revistën PNAS.
Burimi: 3dnews.ru
