Штучне життя: Вчені пробудили синтетичні бактерії

Американські дослідники створили бактерію з мінімальним геномом, яка містить лише абсолютно життєво важливі гени. (Зображення: blobbotronic / fotolia.com)

Синтетична біологія: створив бактерію з лише 473 генами
Приблизно шість років тому американські дослідники представили бактерію із повністю штучно синтезованим генетичним матеріалом. Говорили навіть про «штучне життя». Зараз вчені зробили ще один крок: вони створили бактерію, яка містить лише гени, абсолютно необхідні для життя.

'

Скільки генів насправді потрібно живій істоті
Живій істоті потрібні принаймні 473 гени. Принаймні це стосується бактерій, як з'ясували американські дослідники на чолі з Крейгом Вентером. Вчені "Дж. Інститут Крейга Вентера »та колеги з« Каліфорнійського університету-Сан-Дієго », з« Синтетичної геноміки »та« Національного інституту стандартів та технологій »повідомляють у спеціалізованому журналі« Наука », що ці гени контролюють усі життєво важливі процеси в оптимальних умовах умови Нехай бактерії ростуть. Як показано у доповіді у спеціалізованому журналі "Nature", дослідники сконструювали бактерії зі штучно сформованим мінімальним геномом і дозволили їм рости в лабораторії. Згідно з повідомленням інформаційного агентства dpa, геном бактерії з назвою "JCVI-syn3.0" менший, ніж у будь-якої природної, автономно реплікативної клітини. Відповідно до цього його можна краще використовувати для дослідження, які гени та які функції є життєво важливими для життя.

Американські дослідники створили бактерію з мінімальним геномом, яка містить лише абсолютно життєво важливі гени. (Зображення: blobbotronic / fotolia.com)

На думку німецьких експертів, результати "не настільки актуальні"
За сучасними підрахунками, у людини понад 20 000 генів, а у багатьох тварин і рослин навіть більше. Біотехнолог проф. Альфред Пюлер з Університету Білефельда пояснив, як повідомляє dpa, що дослідження було гарною науковою роботою, але не великим хітом, на який очікували багато експертів. "Результат не такий актуальний з точки зору біотехнології", - сказав німецький вчений. Дослідження ретельно виведене і результат великої напруженої роботи. "Але це не просто шасі для виробництва речовин, як сподівалося", - говорить Пюлер.

Пошук мінімального бактеріального геному
Команда під керівництвом Крейга Вентера вже створила бактерію зі штучним генетичним складом у 2010 році. Як зазначається, гени бактерії Mycoplasma mycoides були відтворені за допомогою окремих фрагментів генетичного матеріалу, а потім цей штучний геном був вставлений в інший вид бактерій (Mycoplasma capricolum). Згідно з інформацією, синтетичний генетичний матеріал замінив вихідний генетичний матеріал і взяв на себе контроль над бактеріями-господарями. У своєму дослідженні, яке зараз було представлено, дослідники зменшили розмір геному цієї бактерії під назвою "JCVI-syn1.0". Метою дослідження було знайти мінімальний бактеріальний геном, достатній для підтримки життя.

Бактерія не життєздатна з перших спроб
Спираючись на основні молекулярно-біологічні знання та наявні дані про функції генів, вчені спроектували цей геном у початкових експериментах на комп’ютері. Однак вони зазнали невдачі, і отримана бактерія виявилася нежиттєздатною. Вони почали все спочатку з генома, скопійованого з природи. "Результати переконали нас у тому, що у нас недостатньо знань для розробки функціонуючого мінімального геному, заснованого на основних принципах", - пояснили дослідники. Тому вони пішли працювати більш експериментально в наступних експериментах: вони поступово вимикали окремі гени, щоб з'ясувати, чи необхідні вони для функціонування бактеріальної клітини.

Невідомі функції, необхідні для життя
Таким чином, вони виділили три групи: гени, які є необхідними, гени, від яких можна обійтися, і гени, які значно покращують ріст клітин. Зрештою, залишилося 473 гена, які підтримували JCVI-syn3.0 живим у лабораторних умовах. Бактерії були забезпечені необхідними поживними речовинами в культурі. Як зазначається у дослідженні, для виживання в менш ніж оптимальних умовах, ймовірно, потрібно більше генів. Дослідники не змогли приписувати жодну біологічну функцію загалом 149 генам. На думку експертів, це говорить про те, що існували раніше невідомі функції, які є життєво важливими для життя. Хоча її метою було створити мінімальний геном, її підхід також може бути використаний для побудови клітин із бажаними властивостями. Наприклад, клітини можуть бути побудовані з додатковими метаболічними шляхами або модифікованим генетичним кодом і таким чином виробляти ліки або промислові хімічні речовини.

Велике досягнення дослідницької групи
"Однак ви повинні запитати себе: чи це справді ідеальна бактерія для синтезу біотехнологічно важливих речовин?", - говорить Пюлер, який не брав участі у дослідженні. Серед іншого, користь для біотехнологічного виробництва зменшується тим, що утворені мікоплазми розмножуються занадто повільно. Крім того, результат не може бути переданий іншим мікробам. «З іншими бактеріями я отримаю інші основні генетичні набори». За словами Пюлера, мікоплазми дали команді велику перевагу, оскільки вони мають порівняно мало генів. "Вони живуть як бенефіціари в інших клітинах і не повинні самі виробляти багато важливих речовин", - сказав він, повідомляє dpa. Тим не менше, дослідники роблять велику роботу: «Геном майже скорочений навпіл». Крім того, 149 непризначуваних генів пропонують цікаві підходи до дослідження. (оголошення)

Теги:  Hausmittel Галерея В Цілому