fbpx

Aceasta este prima bacterie cu ADN în întregime sintetic

Savanții au creat „viață artificială” din bacterii E. coli, lucru care ar putea ajuta la producerea unor medicamente. Cercetările au durat doi ani și au avut drept rezultat cel mai mare genom creat vreodată de om. 

Stabilind un precedent istoric, savanții de la Universitatea Cambridge au creat primul organism viu din ADN în întregime sintetic și reconstruit. Potrivit The Guardian, savanții au creat organismul pe baza Escherichia coli, cunoscută mai larg drept E. coli.

O echipă de savanți a avut nevoie de doi ani ca să studieze genomul E. coli și apoi l-a editat, obținând această varietate sintetică. Foto: Handout

Studiul a fost publicat în revista Nature. Cercetătorii au ales să folosească E. coli drept fundație datorită abilității acesteia de a supraviețui pe baza unui set redus de instrucțiuni genetice.

Proiectul, care a durat doi ani, a început prin citirea și reconstruirea întregului cod genetic al E. coli, după care savanții au realizat o versiune sintetică a genomului modificat al bacteriei.

Codul genetic este notat cu literele G, A, T și C. Când este tipărit în întregimea sa pe hârtie standard pentru imprimantă, genomul artificial are o lungime de 970 de pagini. Este oficial cel mai mare genom pe care l-au construit vreodată savanții.

„Era neclar dacă era posibil să creăm un genom atât de mare și dacă era posibil să îl modificăm atât de mult”, a spus Jason Chin, lider al proiectului și profesor la Cambridge.

Pentru a înțelege pe deplin importanța acestei reușite, trebuie să aruncăm o privire asupra unor aspecte elementare ale biologiei moderne. Să vedem despre ce este vorba!

Fiecare celulă conține ADN, care conține instrucțiunile de care celula are nevoie pentru a funcționa. Dacă o celulă are nevoie de mai multe proteine, de exemplu, aceasta citește pur și simplu ADN-ul care codează proteina necesară.

Literele ADN-ului sunt compuse din grupuri de câte trei, numite „codoni” – TCA, CGT și așa mai departe. Există 64 de codoni posibili, obținuți prin combinarea în diferite grupuri de trei litere a literelor G, A, T și C.

Multe sunt redundante și repetă funcția altor combinații. 61 de codoni alcătuiesc 20 de aminoacizi naturali, care pot fi combinați în diferite secvențe pentru a construi orice proteină disponibilă în natură, iar cei trei codoni care rămân au funcția unor alarme.

În esență, aceștia anunță celulele când anume s-a încheiat construirea proteinei și îi ordonă celulei să se oprească. Ceea ce a reușit echipa de la Cambridge este reproiectarea genomului E. coli prin îndepărtarea codonilor redundanți, pentru a vedea cât de mult poate fi simplificat un organism viu care să rămână totuși în starea de funcționare.

E. coli este folosită adeseori de industria biofarmaceutică pentru a fabrica insulină și alte medicamente. Foto: CDC

Mai întâi, au scanat ADN-ul bacteriei pe un computer. Ori de câte ori vedeau un codon TCG  – din care rezultă un aminoacid numit „serină” – îl schimbau în ACG, care are exact aceeași funcție.

Au înlocuit alți doi codoni în același mod, minimizând variația genetică a bacteriei. După un șir de 18.000 de editări, fiecare exemplu din cei trei codoni a fost eradicat din genomul sintetic E. coli.

Acest cod genetic refăcut a fost apoi adăugat la E. coli și a început să înlocuiască genomul original cu varianta sintetică îmbunătățită. În final, echipa a creat cu succes ceea ce a numit „Syn61”, un microb alcătuit din ADN în întregime sintetic și modificat într-un grad foarte înalt.

Această bacterie este puțin mai lungă decât omologul său natural, iar creșterea sa durează mai mult, dar supraviețuiește – ceea ce era tocmai scopul cercetărilor.

E. coli obișnuită este mai scurtă decât noua sa varietate sintetică. Foto: Wikimedia

Chin a explicat că aceste bacterii construite ar putea deveni „enorm de benefice” pentru medicină în viitor. Cum ADN-ul lor este diferit de cel al organismelor naturale, virusurilor le-ar fi mai greu să se extindă în interiorul lor, ceea ce înseamnă că sunt rezistente la virusuri.

E. coli este deja larg folosită la fabricarea insulinei și a diferiților compuși pentru a combate cancerul, scleroza multiplă și a ține la distanță infarcturile și bolile de ochi. Acest nivel de modificare genetică ar putea preveni contaminarea liniilor de producție a acestor medicamente.

În domeniul ADN-ului sintetic, savanții au descoperit foarte multe într-un timp foarte scurt. În 2010, savanții americani au creat primul organism viu din lume cu un genom sintetic.

Mycoplasma mycoides are un genom mult mai mic decât E. coli și nu a fost reconstruită atât de în profunzime precum Syn61. În plus, acest proiect a durat 15 ani și a costat 40 de milioane de dolari.

ADN-ul se găsește în fiecare celulă a ființelor vii și este esențial pentru identitatea oricărui organism. Foto: Thom AA

„Au dus domeniul științei genomului sintetic la un alt nivel. Au construit cel mai mare genom sintetic de până acum și au realizat cele mai mari schimbări de codare într-un genom până acum”, a spus Tom Ellis, cercetător în domeniul biologiei sintetice la Imperial College London.

Clyde Hutchinson, care a lucrat la proiectul din 2010, a fost uimit de rezultatele muncii echipei de la Cambridge.

„Scara la care acest genom a fost înlocuit este mai mare decât orice înlocuire completă de genom de până acum”, a spus fostul membru al proiectului.

Distribuie articolul:

Citește în continuare

Abonează-te la Incredibilia.ro

Fii fără grijă, nu facem spam.

Abonează-te la newsletter sau urmărește-ne pe Facebook, Instagram sau YouTube și vei primi zilnic cele mai interesante articole, filme și recomandări!

  • Teodor GHITESCU spune:

    Cercetarea de acest gen, in sistemul capitalist, are mai degraba efecte negative , decat pozitive, asupra omenirii deoarece serveste pentru sustinerea privilegiilor si maximizarea profiturilor companiilor private si nu pentru binele public, asa cum se sugereaza in presa.
    Pe baza unor astfel de cercetari s-au creat armele biologice, experimentate pentru creșterea veniturilor companiilor farmaceutice dupa principul liberal: creeaza problema si furnizeaza solutia.

  • >