Mifuatano yote ya DNA ya aina za maisha iliyochunguzwa na wanasayansi huhifadhiwa katika hifadhidata inayomilikiwa na Kituo cha Kitaifa cha Taarifa za Bioteknolojia nchini Marekani. Na mnamo Aprili 1, ingizo jipya lilionekana kwenye hifadhidata: "Caulobacter ethensis-2.0." Hii ni jenomu ya kwanza ya kiumbe hai iliyotengenezwa kikamilifu na kompyuta na kisha kusanisi ya kiumbe hai, iliyotengenezwa na wanasayansi kutoka ETH Zurich (ETH Zurich). Walakini, inapaswa kusisitizwa kuwa ingawa genome ya C. ethensis-2.0 ilipatikana kwa mafanikio katika mfumo wa molekuli kubwa ya DNA, kiumbe hai kinacholingana bado haipo.
Kazi ya utafiti ilifanywa 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 asilia ya bakteria Caulobacter crescentus, bakteria wasio na madhara wanaoishi katika maji safi duniani kote.
Zaidi ya muongo mmoja uliopita, timu inayoongozwa na mtaalamu wa chembe za urithi Craig Venter iliunda bakteria ya kwanza ya "synthetic". Katika kipindi cha kazi yao, wanasayansi walitengeneza nakala ya genome ya Mycoplasma mycoides, kisha ikapandikizwa ndani ya seli ya kubeba, ambayo baadaye ikawa na uwezo kamili na kubaki na uwezo wa kujizalisha yenyewe.
Utafiti mpya unaendelea na kazi ya Kreiger. Ikiwa hapo awali wanasayansi waliunda mfano wa digital wa DNA ya viumbe halisi na kuunganisha molekuli kulingana na hilo, mradi mpya unaendelea zaidi, kwa kutumia kanuni ya awali ya DNA. Wanasayansi waliifanyia kazi upya kwa upana kabla ya kuiunganisha na kujaribu 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 yoyote na ni "Junk DNA". Baada ya uchambuzi, wanasayansi walifikia hitimisho kwamba ni karibu 680 tu kati yao ni muhimu kudumisha maisha ya bakteria katika maabara.
Baada ya kuondoa DNA taka na kupata jenomu ndogo ya C. crescentus, timu iliendelea na kazi yao. DNA ya viumbe hai ina sifa ya kuwepo kwa redundancy iliyojengwa, ambayo inajumuisha ukweli kwamba awali ya protini sawa ni encoded na jeni tofauti katika sehemu kadhaa za mnyororo. Watafiti walibadilisha zaidi ya 1/6 ya herufi 800 za DNA katika uboreshaji ili kuondoa nambari mbili.
"Shukrani kwa algorithm yetu, tumeandika upya kabisa jenomu katika mlolongo mpya wa herufi za DNA ambazo hazifanani tena na zile asilia," anasema Beat Christen, mwandishi mwenza wa utafiti huo. "Wakati huo huo, kazi ya kibaolojia katika kiwango cha usanisi wa protini ilibaki bila kubadilika."
Ili kujaribu ikiwa mnyororo unaosababishwa utafanya kazi vizuri kwenye seli hai, watafiti walikua na aina ya bakteria ambayo ilikuwa na genome ya asili ya Caulobacter na sehemu za genome bandia kwenye DNA yake. Wanasayansi walizima jeni asilia za kibinafsi na wakajaribu uwezo wa wenzao wa bandia kutekeleza jukumu sawa la kibaolojia. Matokeo yake yalikuwa ya kuvutia sana: karibu jeni 580 kati ya 680 za bandia ziligeuka kuwa kazi.
"Kwa ujuzi uliopatikana, tutaweza kuboresha algorithm yetu na kuendeleza toleo jipya la genome 3.0," Kristen anasema. "Tunaamini kwamba katika siku za usoni tutaunda seli hai za bakteria zilizo na genome ya syntetisk kabisa."
Katika hatua ya kwanza, tafiti kama hizo zitasaidia wataalamu wa maumbile kuangalia usahihi wa maarifa yao katika uwanja wa uelewa wa DNA na jukumu la jeni la mtu binafsi ndani yake, kwani kosa lolote katika muundo wa mnyororo litasababisha ukweli kwamba kiumbe kilicho na jenomu jipya litakufa au kuwa na kasoro. Katika siku zijazo, watasababisha kuibuka kwa vijidudu vya syntetisk ambavyo vitaundwa kwa kazi zilizotanguliwa. Virusi za bandia zitaweza kupigana na jamaa zao za asili, na bakteria maalum itazalisha vitamini au madawa.
Utafiti huo ulichapishwa katika jarida la PNAS.
Chanzo: 3dnews.ru