Olimlar tomonidan o'rganilgan hayot shakllarining barcha DNK ketma-ketligi Qo'shma Shtatlardagi Milliy Biotexnologiya Axborot Markaziga tegishli ma'lumotlar bazasida saqlanadi. Va 1 aprel kuni ma'lumotlar bazasida yangi yozuv paydo bo'ldi: "Caulobacter ethensis-2.0". Bu ETH Zurich (ETH Zurich) olimlari tomonidan ishlab chiqilgan dunyodagi birinchi to'liq kompyuterda modellashtirilgan va keyin sintez qilingan tirik organizmning sintetik genomidir. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, C. ethensis-2.0 genomi katta DNK molekulasi shaklida muvaffaqiyatli olingan bo'lsa-da, unga mos keladigan tirik organizm hali mavjud emas.
Tadqiqot ishi eksperimental tizimlar biologiyasi professori Beat Kristen va uning ukasi kimyogar Mattias Kristen tomonidan amalga oshirildi. Caulobacter ethensis-2.0 deb nomlangan yangi genom butun dunyo boβylab toza suvda yashovchi zararsiz bakteriya Caulobacter crescentus bakteriyasining tabiiy kodini tozalash va optimallashtirish orqali yaratilgan.
O'n yildan ko'proq vaqt oldin, genetik Kreyg Venter boshchiligidagi jamoa birinchi "sintetik" bakteriyani yaratdi. O'z ishlari davomida olimlar Mycoplasma mycoides genomining nusxasini sintez qilishdi, so'ngra u tashuvchi hujayraga joylashtirildi, so'ngra u to'liq hayotiy bo'lib chiqdi va o'zini ko'paytirish qobiliyatini saqlab qoldi.
Yangi tadqiqot Kreiger ishini davom ettiradi. Agar ilgari olimlar haqiqiy organizm DNKsining raqamli modelini yaratgan bo'lsa va uning asosida molekulani sintez qilgan bo'lsa, yangi loyiha asl DNK kodidan foydalangan holda yanada davom etadi. Olimlar uni sintez qilishdan va funksionalligini sinab ko'rishdan oldin uni qayta ishladilar.
Tadqiqotchilar 4000 genni o'z ichiga olgan asl C. crescentus genomidan boshladilar. Har qanday tirik organizmda bo'lgani kabi, bu genlarning aksariyati hech qanday ma'lumotga ega emas va "keraksiz DNK" dir. Tahlildan so'ng olimlar laboratoriyada bakteriyalar hayotini saqlab qolish uchun ulardan atigi 680 tasi zarur degan xulosaga kelishdi.
Keraksiz DNKni olib tashlab, C. crescentusning minimal genomini qo'lga kiritgach, jamoa o'z ishini davom ettirdi. Tirik organizmlarning DNKsi o'rnatilgan ortiqcha mavjudligi bilan tavsiflanadi, bu bir xil oqsil sintezi zanjirning bir nechta bo'limlarida turli genlar tomonidan kodlanganligidan iborat. Tadqiqotchilar dublikat kodini olib tashlash uchun optimallashtirishda 1 6 DNK harflarining 800/000 dan ortig'ini almashtirdilar.
"Bizning algoritmimiz tufayli biz genomni DNK harflarining yangi ketma-ketligiga to'liq qayta yozdik, bu endi asl nusxaga o'xshamaydi", deydi tadqiqot mualliflaridan biri Bit Kristen. "Shu bilan birga, oqsil sintezi darajasidagi biologik funktsiya o'zgarishsiz qoldi."
Olingan zanjir tirik hujayrada to'g'ri ishlashini tekshirish uchun tadqiqotchilar DNKda ham tabiiy Caulobacter genomiga, ham sun'iy genomning segmentlariga ega bo'lgan bakteriyalar shtammini o'stirishdi. Olimlar individual tabiiy genlarni o'chirib qo'yishdi va ularning sun'iy hamkasblarining bir xil biologik rolni bajarish qobiliyatini sinab ko'rishdi. Natija juda ta'sirli bo'ldi: 580 ta sun'iy gendan taxminan 680 tasi funktsional bo'lib chiqdi.
"Olingan bilimlar bilan biz algoritmimizni takomillashtirish va genom 3.0 ning yangi versiyasini ishlab chiqish imkoniyatiga ega bo'lamiz", deydi Kristen. "Biz yaqin kelajakda butunlay sintetik genomga ega tirik bakteriya hujayralarini yaratishimizga ishonamiz."
Birinchi bosqichda bunday tadqiqotlar genetiklarga DNKni va undagi individual genlarning rolini tushunish sohasidagi bilimlarining to'g'riligini tekshirishga yordam beradi, chunki zanjir sintezidagi har qanday xatolik organizmning DNK bilan bog'liq bo'lishiga olib keladi. yangi genom nobud bo'ladi yoki nuqsonli bo'ladi. Kelajakda ular oldindan belgilangan vazifalar uchun yaratiladigan sintetik mikroorganizmlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Sun'iy viruslar o'zlarining tabiiy qarindoshlari bilan kurashishga qodir bo'ladi va maxsus bakteriyalar vitaminlar yoki dori-darmonlarni ishlab chiqaradi.
Tadqiqot PNAS jurnalida chop etildi.
Manba: 3dnews.ru