Группа исследователей под руководством синтетического биолога Крейга Вентера создала новую версию микроорганизма с искусственно синтезированным геномом. Первая успешная попытка создания такого организма была предпринята Институтом Крейга Вентера в 2010 году, но сейчас удалось радикально уменьшить количество генетического материала, достаточного для его полноценного существования. Результаты работы были опубликованы в журнале Science.

Важной задачей современной биологии является выяснение точной биологической функции каждого гена в клетке. Одним из возможных способов ее решения может стать создание организма, содержащего минимальный возможный набор генов. То есть только те гены, которые нужны для роста и размножения клетки. Даже такие примитивные организмы, как бактерии, могут содержать тысячи генов. Но среди них много "лишних", функции которых дублируются либо нужны только в редких случаях (например, для борьбы с антибиотиками). Поэтому у биологов появилась идея удалить такие гены и создать организм, содержащий их минимальный набор. Это помогло бы лучше понять глубинные основы существования жизни.

Создать полностью искусственную клетку пока невозможно. Зато можно синтезировать небольшие фрагменты ДНК, соединить их в одну большую молекулу и ввести ее в бактериальную клетку, получив таким образом полусинтетический организм. В искусственной молекуле ДНК можно закодировать какие угодно гены. Американский биолог Крейг Вентер, в свое время внесший огромный вклад в проект по секвенированию генома человека, в последние годы работает в этой области — ее называют синтетической биологией. Эта дисциплина занимается созданием не существующих в природе биомолекул и биологических систем. С практической точки зрения полусинтетические биологические организмы можно использовать для производства различных веществ, например топлива. А с точки зрения фундаментальной науки они помогут лучше понять принципы функционирования биологических систем.

Первый полусинтетический организм был создан группой Вентера в 2010 году. Он был сделан на основе бактерии — микоплазмы (Mycoplasma mycoides). Штамм получил название JCVI-syn1.0. Искусственно созданный геном был внедрен в бактерию, генетический материал которой предварительно разрушили. В результате возник полноценный организм, способный к самовоспроизведению. Размер синтетического генома микроорганизма составил около одного миллиона пар нуклеотидов и был практически идентичен обычному геному микоплазмы. Основной задачей этой работы была отработка методики создания синтетического генома и внедрения его в бактерию.

Теперь же группа Вентера значительно продвинулась вперед. Благодаря сложным исследованиям ей удалось обнаружить "лишние" гены. Для этого ученые "выключали" случайные гены и смотрели, будет ли организм без них жизнеспособен. В итоге были найдены строго необходимые гены (набралось 473), что позволило синтезировать ДНК, содержащую только их. Затем получившийся синтетический геном был внедрен в бактерию. Полученный организм, названный Mycoplasma mycoides JCVI-syn3.0, оказался полностью жизнеспособен.

Самое любопытное во всей этой истории состоит в том, что функции 149 из этих генов до сих пор точно не известны. Иными словами, науке до сих пор не известны функции 149 генов, необходимых для жизни живого организма.

Измеритель потребления калорий

15 900

440 IG-баллов

Камера C6T от EZVIZ

6 500

160 IG-баллов