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 Informacionin Bioteknologjik në Shtetet e Bashkuara. Dhe më 1 prill, një hyrje e re u shfaq në bazën e të dhënave: "Caulobacter ethensis-2.0". Ky është gjenomi sintetik i një organizmi i gjallë i parë në botë i modeluar plotësisht me kompjuter dhe më pas i sintetizuar, i zhvilluar nga shkencëtarët nga ETH Zurich (ETH Zurich). Megjithatë, duhet theksuar se megjithëse gjenomi i C. ethensis-2.0 u përftua me sukses në formën e një molekule të madhe të ADN-së, një organizëm i gjallë përkatës nuk ekziston ende.
Puna kërkimore 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 bakterit Caulobacter crescentus, një bakter i padëmshëm që jeton në ujërat e freskëta në mbarë botën.
Më shumë se një dekadë më parë, një ekip i udhëhequr nga gjenetisti Craig Venter krijoi bakterin e parë "sintetik". Gjatë punës së tyre, shkencëtarët sintetizuan një kopje të gjenomit Mycoplasma mycoides, më pas ajo u implantua në një qelizë bartëse, e cila më pas doli të ishte plotësisht e zbatueshme dhe ruajti aftësinë për të riprodhuar veten.
Studimi i ri vazhdon punën e Kreiger. Nëse më parë shkencëtarët krijuan një model dixhital të ADN-së së një organizmi të vërtetë dhe sintetizuan një molekulë të bazuar në të, projekti i ri shkon më tej, duke përdorur kodin origjinal të ADN-së. Shkencëtarët e ripunuan gjerësisht atë përpara se ta sintetizonin dhe të testonin funksionalitetin e tij.
Studiuesit filluan me gjenomin origjinal C. crescentus, i cili përmban 4000 gjene. Ashtu si me çdo organizëm të gjallë, shumica e këtyre gjeneve nuk mbajnë asnjë informacion dhe janë "ADN e mbeturinave". Pas analizave, shkencëtarët dolën në përfundimin se vetëm rreth 680 prej tyre janë të nevojshme për të ruajtur jetën e baktereve në laborator.
Pas heqjes së ADN-së së mbetur dhe marrjes së një gjenomi minimal të C. crescentus, ekipi vazhdoi punën e tij. ADN-ja e organizmave të gjallë karakterizohet nga prania e tepricës së integruar, e cila konsiston në faktin se sinteza e së njëjtës proteinë është e koduar nga gjene të ndryshme në disa seksione të zinxhirit. Studiuesit zëvendësuan më shumë se 1/6 e 800 shkronjave të ADN-së në një optimizim për të hequr kodin e kopjuar.
“Falë algoritmit tonë, ne e kemi rishkruar plotësisht gjenomin në një sekuencë të re të shkronjave të ADN-së që nuk është më e ngjashme me origjinalin,” thotë Beat Christen, autori kryesor i studimit. "Në të njëjtën kohë, funksioni biologjik në nivelin e sintezës së proteinave mbeti i pandryshuar."
Për të testuar nëse zinxhiri që rezulton do të funksiononte siç duhet në një qelizë të gjallë, studiuesit rritën një lloj bakteri që kishte si gjenomin natyral të Caulobacter ashtu edhe segmente të gjenomit artificial në ADN-në e tij. Shkencëtarët çaktivizuan gjenet individuale natyrore dhe testuan aftësinë e homologëve të tyre artificialë për të kryer të njëjtin rol biologjik. Rezultati ishte mjaft mbresëlënës: rreth 580 nga 680 gjene artificiale doli të ishin funksionale.
"Me njohuritë e marra, 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 të gjalla bakteriale me një gjenom tërësisht sintetik.”
Në fazën e parë, studime të tilla do të ndihmojnë gjenetistët të kontrollojnë saktësinë e njohurive të tyre në fushën e të kuptuarit të ADN-së dhe rolin e gjeneve individuale në të, pasi çdo gabim në sintezën e zinxhirit do të çojë në faktin se organizmi me gjenomi i ri do të vdesë ose do të jetë me defekt. Në të ardhmen, ato do të çojnë në shfaqjen e mikroorganizmave sintetikë që do të krijohen për detyra të paracaktuara. Viruset artificiale do të jenë në gjendje të luftojnë të afërmit e tyre natyrorë dhe bakteret e veçanta do të prodhojnë vitamina ose ilaçe.
Studimi është publikuar në revistën PNAS.
Burimi: 3dnews.ru