Mifuatano yote ya DNA ya aina za maisha zilizochunguzwa na wanasayansi huhifadhiwa katika hifadhidata inayomilikiwa na Kituo cha Kitaifa cha Taarifa za Baiolojia nchini Marekani. Mnamo Aprili 1, ingizo jipya liliongezwa kwenye hifadhidata: "Caulobacter ethensis-2.0." Hii ni jenomu ya kwanza ya kiumbe hai iliyosanifiwa kikamilifu duniani, iliyotengenezwa na wanasayansi kutoka ETH Zurich (Taasisi ya Shirikisho ya Teknolojia ya Uswizi Zurich). Hata hivyo, inapaswa kusisitizwa kwamba ingawa jenomu C. ethensis-2.0 ilipatikana kwa mafanikio kama molekuli kubwa ya DNA, kiumbe hai kinacholingana bado haipo.
Utafiti huo ulifanywa na Beat Christen, profesa wa biolojia ya mifumo ya majaribio, na kaka yake, Matthias Christen, mwanakemia. Jenomu mpya, inayoitwa Caulobacter ethensis-2.0, iliundwa kwa kusafisha na kuboresha kanuni za asili za Caulobacter crescentus, bakteria isiyo na madhara inayopatikana katika maji baridi duniani kote.
Zaidi ya miaka kumi iliyopita, timu inayoongozwa na mtaalamu wa maumbile Craig Venter iliunda bakteria ya kwanza "synthetic". Katika kazi yao, wanasayansi walitengeneza nakala ya genome ya Mycoplasma mycoides, kisha kuiweka kwenye seli ya jeshi, ambayo baadaye ilionekana kuwa na uwezo kamili na kubaki na uwezo wa kujinakili.
Utafiti mpya unatokana na kazi ya Kreiger. Ingawa wanasayansi hapo awali waliunda modeli ya dijiti ya DNA ya kiumbe halisi na kuunganisha molekuli kulingana nayo, mradi mpya unakwenda mbali zaidi, kwa kutumia msimbo wa asili wa DNA. Wanasayansi waliifanyia kazi upya kwa kiasi kikubwa kabla ya kuiunganisha na kupima utendakazi wake.
Watafiti walianza na jenomu asili ya C. crescentus, ambayo ina jeni 4000. Kama ilivyo kwa kiumbe chochote kilicho hai, nyingi za jeni hizi hazina habari na huchukuliwa kuwa "DNA isiyo na maana." Baada ya uchambuzi, wanasayansi walihitimisha kuwa ni karibu 680 tu kati yao ni muhimu kwa bakteria kuishi katika maabara.
Baada ya kuondoa "DNA takataka" na kupata chembe chembe ndogo za C., timu iliendelea na kazi yao. DNA katika viumbe hai ina sifa ya upungufu uliojengwa ndani, kumaanisha kwamba usanisi wa protini sawa husimbwa na jeni tofauti katika maeneo kadhaa ya mnyororo wa DNA. Watafiti walibadilisha zaidi ya moja ya sita ya herufi 800,000 za DNA wakati wa uboreshaji ili kuondoa nambari mbili.
"Kwa kutumia algoriti yetu, tunaandika upya jenomu katika mlolongo mpya wa DNA ambao haufanani tena na ule wa awali," anasema Beat Christen, mwandishi mwenza wa utafiti huo. "Hata hivyo, kazi ya kibiolojia katika kiwango cha awali ya protini ilibakia bila kubadilika."
Ili kupima kama mnyororo unaotokana utafanya kazi ipasavyo katika seli hai, watafiti walikua na aina ya bakteria iliyo na genome asili ya Caulobacter na sehemu za genome bandia. Walizima jeni asilia za kibinafsi na kujaribu uwezo wa wenzao wa bandia kutekeleza jukumu sawa la kibaolojia. Matokeo yalikuwa ya kuvutia sana: takriban 580 kati ya jeni bandia 680 zilikuwa zikifanya kazi.
"Kwa ujuzi tunaopata, tutaweza kuboresha kanuni zetu na kutengeneza toleo jipya la Genome 3.0," Kristen anasema. "Tunaamini kwamba katika siku za usoni, tutaweza kuunda seli hai za bakteria na genome ya syntetisk kikamilifu."
Katika hatua za awali, utafiti huo utasaidia wataalamu wa jeni kuthibitisha uelewa wao wa DNA na jukumu la jeni za kibinafsi ndani yake, kwani hitilafu yoyote katika usanisi wa mlolongo itasababisha kifo cha viumbe na genome mpya au maendeleo yake yasiyo kamili. Katika siku zijazo, utafiti huu utasababisha maendeleo ya microorganisms synthetic iliyoundwa kwa madhumuni yaliyotanguliwa. Virusi vya bandia vitakuwa na uwezo wa kupambana na wenzao wa asili, wakati bakteria maalum itazalisha vitamini au dawa.
Utafiti huo ulichapishwa katika jarida la PNAS.
Chanzo: 3dnews.ru
