Первая клетка с синтетическим геномом14.08.2011
автор: Себастьян Возьняк
Zakład Immunologii Nowotworów WCO w Poznaniu, Oddział Chemioterapii WCO w Poznaniu
Таги: клеточная инженерия
20 мая 2010г. на веб-сайте журнала „Science” появились сенсационные донесения. В первый раз в истории возникла клетка, контролируемая полностью синтетическим геномом. Достижение данного успеха было возможным благодаря 10 летам работы 20 людей и 40 миллионам долларов. Работы проводились в институте Крейга Вентера (J. Craig Venter Institute (JCVI) в Роквилл (Rockville) в штате Мэриленд (Maryland) в США, а автором является Крейг Вентер и его сотрудники. Раньше, в 2007 году, та же сама группа предпринимала попытки произвести трансплантацию хромосомы из одного вида бактерии во второй. Этот эксперимент закончился неудачей. Оказалось, что главным препятствием была другая метиляция принципов в переносимой хромосоме, значительно отличающаяся от метиляции прдлинного ДНК. Переносимый материал легко определялся как чужой и был уничтожен. Решением этой проблемы является перенесение целого гeнома клетки.
С данной целью использовано раньше секвенируемый гэном бактерии Mycoplasma mycoidesMycoplasma capricolum, величиной в 1 миллион пар оснований. В дальнейшем, запроектироваными были определённые фрагменты генома, соединённые с помощью клеток дрожжей и введены в клетку. удаляя одновременно первоначальный геном. К сожалению, - безэффективно. Научные работники запроектировали систему, раскрывающую ошибки в отдельных фрагментах синтетического ДНК и использовали его, чтобы идентифицировать проблему. Оказалось, что одна пара оснований быда неправильной. После починки дефектной части и включения её в геном была проведена следующая трансплантация. Полученные клетки оакзались способными к репликации и проявляли все черты M. mycoides. Их нынешнее название это M. mycoides JCVI-syn1.0.
Крейг Вентер и его сотрудники воспользовались этим единственным в своём роде случаем, чтобы подписать свою работу. В синтетическом геноме спрятано четыре секвенции, первая из которых содержит информацию, как прочитать зашифрованные данные, а остальные - фамилии учёных, принимающих участь в проекте, три известные цитаты и алрес електронной почты. Этот „водный знак” позволит всегда узнать синтетические клетки и... является вызовом для других учёных.
Вышеуказанный эксперимент признан милевым шагом в области синтетической биологии, однако же много исследователей не считает его таким же революционным, как самые авторы. Мы не имеем дело с созданием новой, синтетической жизни, а исключительно с заменой генома на синтетическую копию уже существующего. Остальные части клетки были полностью „естественными”. Вышеприведённый эксперимент показывает, что такая замена является возможной, но одновременно возникли опреелённые дополнительные трудности и препятствия. Обработка синтетического генома, способ его „включения” в конечную клетку, дополнительные меры, целенаправленные на защиту естественной среды от вторжения усовершенствованных организмов - каждый новый „синтетический” организм будет требовать индивидуального подхода в вышеприведённых областях. Возможно, что коллектив с института Крейга Вентера дал начало новой традиции подписывания своих работ в молекулярной биологии? Появляются также этические и религиозные вопросы. Когда мы в конце концов получим в 100% синтетическую клетку (так наз. protocell), будет ли это уже воплощение новой жизни?
Отдельной темой будет применение этих открытий в нашей жизни. Институт Крейга Вентера сотрудничает теперь с фирмой ЭксонМобиль (ExxonMobil) по вопросам получения водорослей, вяжущих двуокись углерода из атмосферы с целью производства топлива и с фирмой Новартис (Novartis) и Национального институтом здоровья по вопросу создания бактерий, производящих сыворотки. Первые донесения на эту тему следует ожидать в будущем году.
* Великопольский центр онкологии, Кафедра иммунологии новообразований.Библиография:
- D.G. Gibson et al. "Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome", Science, published online May 20, 2010, doi: 10.1126/science.1190719.
ISSN 1689-7730