Комп'ютер зробив перший крок для створення синтетичної форми життя

Група вчених з Швейцарського федерального технологічного інституту в Цюріху (Swiss Federal Institute of Technology, ETH Zurich) створила перший у своєму роді генетичний код живого організму, повністю створений за допомогою комп'ютера і спеціальної програми. Цей абсолютно новий геном, який отримав назву Caulobacter ethensis-2.0, був побудований шляхом очищення, спрощення та переробки природного генетичного коду бактерій виду Caulobacter crescentus. Поки цей геном існує лише у вигляді довгого ланцюжка синтетичної ДНК, не впровадженої усередину живого організму, він, по суті, є лише першим кроком на шляху до створення повністю синтетичних форм життя.

Понад десятиліття тому група вчених-генетиків, очолювана Крейгом Вентером (Craig Venter), створила першу "синтетичну бактерію", яка мала цифрову копію геному бактерії Mycoplasma mycoides. Цей штучний геном був впроваджений в живі клітини бактерій, які виявилися не тільки життєздатними, але навіть зберегли функцію поділу і розмноження. Нові дослідження базувалися на дослідженнях десятирічної давності, але якщо більш ранні дослідження можна назвати використанням "рімейка" оригінальної ДНК, то в нових дослідженнях використовується "ремікс" ДНК, який повинен працювати більш ефективно, ніж оригінальний генетичний код.

Дослідники почали роботу з отримання і вивчення геному бактерій C. crescentus, в якому міститься близько 4 тисяч генів. Було встановлено, що більшість генів являють собою "сміття", лише 680 з 4 тисяч необхідно для забезпечення життєдіяльності мікроорганізму. Взявши вихідний генетичний код, представлений в цифровій формі, вчені ґрунтовно почистили його, вирізавши "сміттєві" ділянки. Більш того, вже відомо, що одна і та ж генетична інформація може кодуватися різними послідовностями амінокислот, і вчені розробили комп'ютерну програму, яка знайшла ідеальну послідовність ланцюга молекули ДНК. В результаті цього програма переписала більше шостої частини з 800 тисяч елементів послідовності вже почищеної від сміття "мінімальної" ДНК.

"Наш алгоритм повністю переписав генетичний код, який після цього перестав навіть нагадувати оригінальну послідовність" - пишуть дослідники, - "Однак, біологічні функції цього геному на рівні білків залишилися колишніми".

Для перевірки результатів своєї роботи дослідники взяли бактерії Caulobacter і почали замінювати у їх природному цілі сегменти ДНК, взяті їх штучного генетичного коду. Показник успіху цього виявився досить високий, 580 680 з штучних генів виявилися повністю працездатними.

"Наша нинішня робота вже показала, що можна поліпшити в розроблених нами алгоритмів" - пишуть дослідники, - "Після модернізації ми будемо в змозі отримати повністю робочий геном версії 3.0, на основі якого можна буде спробувати створити функціональні бактеріальні клітини, які стануть першими представниками повністю синтетичного виду життя".

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що біологи створили першу полусинтетическую бактерію.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net.

Категория: Технологии