Egy baktérium teljes örökítőanyagát előállították mesterségesen svájci kutatók
A Caulobacter crescentus-2.0 egyelőre csak nagy genommolekulaként létezik, nem pedig organizmusként.
Ennek a teljesen mesterséges baktériumgenomnak az előállítása azonban megváltoztathatja a biotechnológiát
– írják a Zürichi Műszaki Egyetem (ETH) kutatói.
A C. crescentus-2.0 egy természetben megtalálható, veszélytelen baktérium, a Caulobacter crescentus mintájára készült, amely természetes vizekben fordul elő, például a Zürichi-tóban.
Genomja négyezer gént tartalmaz, melyek közül azonban csak 680 fontos a túlélés szempontjából.
az úgynevezett „minigenomot” írta át a Matthias és Beat Christen kutatótestvérpár vezette tudóscsoport, majd részleteiben szintetizálta és a funkciótesztet követően összeállította.
Eredményeikről a PNAS című szaklapban számoltak be.
Craig Venter amerikai genetikus 11 éve már bemutatott egy kémiailag szintetizált baktériumgenomot.
Akkoriban 20 kutató dolgozott ezen tíz éven át, a költségek állításuk szerint 40 millió dollárra (11,4 milliárd forintra) rúgtak.
A C. crescentus-2.0 előállítása ezzel szemben egy a szintézist erőteljesen leegyszerűsítő algoritmusnak köszönhetően kutatók egy kis csoportjának csak egy évnyi munkájába került, az előállítási költség pedig mindössze 120 ezer svájci frank (34,4 millió forint) volt.
Az ETH szakértői egy általuk kifejlesztett algoritmust használtak a minimálgenom örökítőanyag-szekvenciájának átírásához és egyszerűsítéséhez. A genetikai kód ugyanis meghatározott játéktérrel rendelkezik: a DNS-alkotóelemek sorrendje meghatározza a protein alkotóelemek (aminosavak) sorrendjét. Sok aminosavhoz azonban több lehetséges DNS-sorrend tartozhat. Az algoritmus a szintézishez az optimális DNS-szekvenciát kereste, anélkül, hogy közben az ezáltal meghatározott aminosavak sorrendjét megváltoztatta volna. A proteinek síkján így a genom átírása semmit nem változtatott.
Az új módszer tulajdonképpen egy teszt is annak vizsgálatára, hogy vajon a biológusok jól értik-e a genetikát, segítségével felfedezhetők a tudásbéli esetleges hiányosságok
– mondta Beat Christen kutató. A mesterségesen létrehozott örökítőanyag ugyanis csak olyan információkat tartalmazhat, amelyeket a kutatók megértettek. Minden olyan információ, amely rejtve maradt a DNS-szekvenálás során, elvész az újrakódoláskor – írja az ETH.
A tudósok megállapították, hogy a 680 mesterségesen előállított gén közül csak 580 volt működőképes. Ezzel a tudással állnak neki egy teljesen működőképes 3.0-ás verzió előállításának.
„Még ha a jelenlegi genomverzió nem is tökéletes, munkánk mégis megmutatja, hogy a biológiai rendszerek olyan egyszerűen felépíthetők, hogy a jövőben számítógéppel saját céljainkra definiálhatjuk és végül megépíthetjük”
– fogalmazott Matthias Christen.
Hamarosan lehetségessé válhat, hogy egy ilyen genomból működőképes baktériumsejteket állítsanak elő. Az ilyen szintetikus mikroorganizmusok felhasználhatók lehetnek például összetett gyógyszerészeti hatóanyagok vagy vitaminok készítésére.
MTI
