Биологи создали искусственную жизнь

Опубликованно 12.03.2017 12:24

Американские ученые получили дрожжей, треть генома, что искусственное. В рамках проекта по созданию синтетического тела биологов создала пять дополнительных хромосом, из которых был выброшен нестабильной и бесполезной для жизни клетки ДНК.

24 апреля 1996 года, ученые из Университета Джона Хопкинса сообщили в журнале Science, что им удалось впервые в секвенированием геномов эукариотических организмов - дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Вся ДНК эти одноклеточные грибки содержат 16 хромосом, и вместе состоит из 12 миллионов пар оснований. Потребовалось 12 лет и усилия сотен лабораторий, сообщает Lenta.ru.

В 2000-е годы в науке возникло новое направление - синтетическая биология. Исследователи, работающие в этой сфере, создают в лабораториях различных систем белков и нуклеиновых кислот, для того чтобы закончить искусственного организма. Один из разделов синтетической биологии - геномики, синтетической, посвященная попытки реконструировать геном, который будет основой для будущих “синтетические“.

В 2011 году, американские ученые из Университета Джонса Хопкинса, под руководством Джеффа Бока, запустил проект для создания синтетических геномов. Его цель - новая версия генома пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae - Sc 2.0. Это пивные дрожжи, они были выбраны из-за относительно небольшой геном, и из-за того, что уже очень хорошо изучили в мельчайших деталях, то есть ученые знают хорошо, что участок ДНК за что отвечает.

Конечно, изменения в ДНК приводит к появлению новых свойств и признаков организмов, тем не менее, эволюции, двигателем которой служат случайные процессы, не следует принципы экономии и эффективности, по крайней мере, на уровне ДНК. В результате, большая часть генома эукариот состоит из ДНА, что она мертва, или занимается бесполезным для клеток самокопированием. Кроме того, из-за большого количества повторяющихся последовательностей генома теряет в стабильности, что делает его более склонен к мутации. В отличие от природы, ученые могут целенаправленно реконструировать геном таким образом, чтобы оставить только необходимое для жизни ДНА.

Естественных искусственных хромосом очень трудно заменить в один шаг. Ученые воспользовались процесс гомологичной рекомбинации, когда происходит обмен фрагментами между похожими ДНК. Шаг за шагом исследователи заменили участок хромосомы длиной в 30-60 тысяч нуклеотидов. Разные хромосомы участвуют в различных лабораториях. В итоге были получены отдельные штаммов дрожжей, каждый из которых был заменен на одной из хромосом. Для их объединения в одном организме штаммы скрещивали друг с другом.

Таким образом, удалось создать дрожжи, чей геном третий синтетический. По словам авторов работы, для проекта Sc2.0 может быть потрачено более миллиона долларов.

Это титанический труд, это было сделано для двух главных целей. Во-первых, узнать больше о функции хромосом, значение организации генома, другие процессы, связанные с ДНК, а также влияние эволюционных процессов.

Во-вторых, исследования в этой области позволяют создавать организмы с нужными свойствами. Например, ученые могут получить искусственные сообщества бактерий-биофабрик производства биотоплива или новых антибиотиков. Последнее особенно важно, потому что в мире все большее распространение получают микроорганизмы, устойчивые к антибактериальным препаратам. Кроме того, синтетические существа способны выжить в таких экстремальных условиях, как моя вода, очистка от тяжелых металлов и других загрязняющих веществ.

Напомним, что в феврале, ученые объявили, что они намерены расшифровать ДНК всех видов существ на Земле.

Категория: Hi-Tech