Të gjitha sekuencat e ADN-së të formave të jetës të studiuara nga shkencëtarët ruhen në një bazë të dhënash në pronësi të Qendrës Kombëtare për Informacion Bioteknologjik në Shtetet e Bashkuara. Më 1 prill, një hyrje e re u shtua në bazën e të dhënave: "Caulobacter ethensis-2.0". Ky është gjenomi sintetik i parë në botë i modeluar plotësisht në kompjuter dhe më pas i sintetizuar i një organizmi të gjallë, i zhvilluar nga shkencëtarë nga ETH Zurich (Instituti Federal Zviceran i Teknologjisë në Zurich). Megjithatë, duhet theksuar se megjithëse gjenomi C. ethensis-2.0 u mor me sukses si një molekulë e madhe ADN-je, një organizëm i gjallë përkatës nuk ekziston ende.
Hulumtimi u krye nga Beat Christen, një profesor i biologjisë së sistemeve eksperimentale, dhe vëllai i tij, Matthias Christen, një kimist. Gjenomi i ri, i quajtur Caulobacter ethensis-2.0, u krijua duke pastruar dhe optimizuar kodin natyror të Caulobacter crescentus, një bakter i padëmshëm që gjendet në ujërat e ëmbla në të gjithë botën.
Më shumë se dhjetë vjet më parë, një ekip i udhëhequr nga gjenetisti Craig Venter krijoi bakterin e parë "sintetik". Në punën e tyre, shkencëtarët sintetizuan një kopje të gjenomit të Mycoplasma mycoides, pastaj e implantuan atë në një qelizë pritëse, e cila më pas rezultoi plotësisht e qëndrueshme dhe ruajti aftësinë për t'u vetë-replikuar.
Studimi i ri bazohet në punën e Kreiger. Ndërsa shkencëtarët më parë krijuan një model dixhital të ADN-së së një organizmi të vërtetë dhe sintetizuan një molekulë bazuar në të, projekti i ri shkon më tej, duke përdorur kodin origjinal të ADN-së. Shkencëtarët e ripërpunuan atë në mënyrë të konsiderueshme përpara se ta sintetizonin dhe të testonin funksionalitetin e tij.
Studiuesit filluan me gjenomin origjinal të C. crescentus, i cili përmban 4000 gjene. Ashtu si me çdo organizëm të gjallë, shumica e këtyre gjeneve nuk mbartin asnjë informacion dhe konsiderohen "ADN e pavlerë". Pas analizës, shkencëtarët arritën në përfundimin se vetëm rreth 680 prej tyre janë të nevojshme që bakteret të mbijetojnë në laborator.
Pasi hoqën "ADN-në e padobishme" dhe morën gjenomin minimal të C. crescentus, ekipi vazhdoi punën e tyre. ADN-ja në organizmat e gjallë karakterizohet nga redundanca e integruar, që do të thotë se sinteza e së njëjtës proteinë kodohet nga gjene të ndryshme në disa rajone të zinxhirit të ADN-së. Studiuesit zëvendësuan më shumë se një të gjashtën e 800,000 shkronjave të ADN-së gjatë optimizimit për të hequr kodin e dyfishuar.
"Duke përdorur algoritmin tonë, ne e rishkruam plotësisht gjenomin në një sekuencë të re ADN-je që nuk i ngjan më origjinalit", thotë Beat Christen, bashkë-autori kryesor i studimit. "Megjithatë, funksioni biologjik në nivelin e sintezës së proteinave mbeti i pandryshuar."
Për të testuar nëse zinxhiri që rezultoi do të funksiononte siç duhet në një qelizë të gjallë, studiuesit rritën një lloj bakterial që përmbante si gjenomin natyror të Caulobacter ashtu edhe segmente të gjenomit artificial. Ata çaktivizuan gjenet individuale natyrore dhe testuan aftësinë e homologëve të tyre artificialë për të kryer të njëjtin rol biologjik. Rezultatet ishin mjaft mbresëlënëse: afërsisht 580 nga 680 gjenet artificiale ishin funksionale.
"Me njohuritë që fitojmë, do të jemi në gjendje të përmirësojmë algoritmin tonë dhe të zhvillojmë një version të ri të Genome 3.0", thotë Kristen. "Ne besojmë se në të ardhmen e afërt, do të jemi në gjendje të krijojmë qeliza bakteriale të gjalla me një gjenom plotësisht sintetik."
Në fazat fillestare, një hulumtim i tillë do t'i ndihmojë gjenetistët të vërtetojnë kuptimin e tyre të ADN-së dhe rolin e gjeneve individuale brenda saj, pasi çdo gabim në sintezën e sekuencës do të rezultojë në vdekjen e organizmit me gjenomin e ri ose në zhvillimin e tij të paplotë. Në të ardhmen, ky hulumtim do të çojë në zhvillimin e mikroorganizmave sintetikë të projektuar për qëllime të paracaktuara. Viruset artificiale do të jenë në gjendje të luftojnë homologët e tyre natyrorë, ndërsa bakteret e specializuara do të prodhojnë vitamina ose ilaçe.
Studimi u botua në revistën PNAS.
Burimi: 3dnews.ru
