Отраслевые новости

Прислать новость

Создан первый работающий синтетический геном

Известный в научном мире американский генетик Крейг Вентер сегодня опубликовал в журнале Science статью, в которой сообщил, что его команде удалось создать экспериментальный прототип живой бактерии, которая живет на базе полностью синтетического генома, созданного в лабораторных условиях для выполнения заданных задач.

В начале 2008 года Научно-исследовательский институт Крейга Венера сообщил о планах по созданию первого в мире образца полностью синтетической жизни. В качестве отправной точки была выбрана простейшая живая бактерия. Пока создать на 100% синтетическую жизнь у ученых не получилось, но ключевой шаг - создание искусственного ДНК - уже сделан.

В статье говорится, что важность создания полностью искусственного ДНК трудно переоценить как в научных, так и в практических целях. Конечно, ДНК бактерии не идет ни в какое сравнение по своей простоте с ДНК даже примитивных животных, не говоря уже о человеке, но сами исследования и работы идут в правильном направлении, уверен Вентер. Примерно через год или полтора в недрах института может быть создана полностью искусственная простейшая жизнь.

В качестве подопытного образца ученые взяли бактерию Mycoplasma capricolum, в организм которой был внедрен искусственный геном. Эти бактерии являются примитивными с точки зрения биологии, а химические процессы тут происходят очень медленно, поэтому в исследовательских целях данные бактерии подходят как нельзя лучше.

Вентер говорит, что в организме "настоящих" Mycoplasma capricolum есть один фермент, которые выполняет функцию своего рода иммунной системы бактерии - он пытается уничтожить чужеродные соединения в организме бактерии. Ученые нашли гены, отвечающие за включение защитных ферментов и убрали их из искусственного генома, чтобы исключить вероятность отторжения "синтетики".

Пришлось решить и другие проблемы, правда они уже были связаны с линейными хромосомами бактерии. В обычных условиях геном и хромосомы очень тесно связаны и фактически проводят большую часть работы по декодированию сообща. В случае создания искусственных ДНК, ученым пришлось разместить наборы  ДНК снаружи клеток бактерий, буквально подключив ДНК к организму на специальных волокнах с гелем.

В статье отмечается, что сборка даже простой модели искусственной ДНК является задачей нетривиальной, так как велика вероятность механической ошибки при сборке, из множества искусственных баз генов нужно было создать основную базу генома, на которую потом буквально нанизывались другие генные пары.

"Эта работа является еще одним шагом в создании сложных "дизайнерских" геномов  на базе специализированных заранее заданных наборов генов. Пока этот процесс не отработан в должной степени", - говорит Вентер.

В простейшем случае структура Mysoplasma Genitalium предполагает около 580 000 комбинаций этих кислот.

Крейг Вентер отмечает, что его исследования лежат в плоскости такого перспективного направления, как синтетическая биология.

"Синтетическая биология очень быстро развивается, однако очевидно, что это направление вызывает тревогу, так как у ученых могут появиться новые возможности по созданию организмов" - говорит Хоуп Шенд, одна из участников исследования. "Экстремальный генетический инжиниринг может быть использован как для создания новых форм жизни, так и для изучения основ функционирования существующих организмов" - дополняет она.

В свою очередь биолог Гарвардского университета Джордж Черч говорит, что последствия этих исследований могут быть ужасны, так как в результате них могут быть созданы бактерии, разрушающие окружающую среду, либо вирусы, вызывающие неизвестные пока инфекции у людей.

В перспективе ученые надеются создать с нуля и более сложные организмы.
 
Комментирует исследование американских учёных кандидат биологических наук Пётр Каменский.

– Работа Крейгa Вентера по-настоящему революционная, но прежде чем о ней говорить, надо понять, какой смысл вкладывается в понятие «искусственная жизнь». Лично я бы не стал называть это искусственной жизнью. Дело в том, что все компоненты созданного учёными организма имеют в той или иной степени естественное происхождение. Геном, вставленный в клетку, был синтезирован искусственно, но принципиально он ничем не отличается от природного. Более того, теоретически можно было бы сделать то же самое и с природным геномом, выделенным из какой-либо бактерии, но исследователи не пошли по этому пути, поскольку это было бы значительно труднее технически. Поэтому я не считаю, что в данном случае можно говорить о создании искусственной жизни.
 
Думаю, стоило бы попробовать совершить аналогичные манипуляции и с более сложными организмами, чем бактерии. Однако в такой революционной области науки совершенно нельзя ничего предсказать наверняка. Возможно, бактерии так и останутся единственными живыми существами, с которыми можно проделывать такие опыты. В любом случае, последующие исследования наверняка будут сосредоточены на других бактериях, потом будет сделана попытка перейти на опыты с более сложными, но всё же одноклеточными организмами (например, дрожжами). Что же будет происходить в этой области науки дальше, я предсказать не берусь даже приблизительно.
 
Что касается практического применения данной работы, то по горячим следам трудно перечислить все возможные следствия такого открытия. Очевидно, на первых порах будут совершаться попытки использования таких бактерий в биотехнологии (например, для производства топлива или какой-либо полезной биологической продукции). Однако я полагаю, что рано или поздно это открытие будет использоваться на практике чрезвычайно широко. Существует возможность применения «искусственных» бактерий в медицине, экологии и в массе других практических отраслей.
 
Биологическая значимость данного открытия огромна. Оно интересно как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения. На мой взгляд, оно действительно способно стать переломным моментом в истории биотехнологии.

 
Справка: Каменский Пётр Андреевич, старший научный сотрудник кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, кандидат биологических наук
 
Источник: Компьюлента, STRF.ru

Новые материалы

Станьте экспертом компании Abercade
Разработка сайта - Astronim*
Разработка сайта
Astronim*