211service.com
Dizaineru hromosomas norāda uz jaunām sintētiskām dzīvības formām
Zinātnieki mēģina izveidot rauga šūnas, kas parādītas iepriekš, ar pilnībā mākslīgu DNS.
Starptautiska zinātnieku komanda tuvojas savam mērķim aizstāt visu ģenētisko materiālu rauga šūnā ar dizainera DNS, kas izdrukāta laboratorijā. Centieni apveltīt maizes raugu ar mākslīgām hromosomām liecina par soli uz to, ko biologi saka, ir tehnoloģija uzlabotu vai pilnīgi jaunu dzīvības formu izdrukāšanai laboratorijā.
Projekts ar nosaukumu Synthetic Yeast 2.0 vai Sc2.0 Īsāk sakot, tajā ir iesaistīti aptuveni 200 zinātnieku 10 universitātēs. Kā šodien ziņots Zinātne , viņi rūpīgi aizstāja piecas no 16 rauga hromosomām ar mākslīgām kopijām, kas tika izstrādātas ar izmaiņām, kas varētu padarīt tās piemērotākas zāļu vai biodegvielas ražošanai.
Tas, ko mēs darām, būtībā paātrina evolūciju, saka Džefs Boeke no Ņujorkas Universitātes Langone medicīnas centra, kurš ir vadījis notiekošo projektu.
Apvienojumā ar pirmo sintētisko rauga hromosomu, ko iepriekš izveidoja tā pati komanda, struktūras veido vairāk nekā vienu trešdaļu no rauga genoma.
Darbs balstās uz DNS virkņu ražošanas tehnoloģiju laboratorijā. Boeke sacīja, ka viņa komanda ir iegādājusies DNS no komerciāliem piegādātājiem, iztērējot aptuveni 10 centus par katru DNS vēstuli. Ar šādu likmi visa rauga genoma nosegšana izmaksātu aptuveni 1,25 miljonus ASV dolāru, taču visas pūles, tostarp darbaspēka, izmaksas ir daudz augstākas.
Sintētiskā rauga projekts ir pamats daudz vērienīgākiem centieniem, ko sauc Genoma projekts — rakstiet , kurā ietilpst arī Boeke. Tā mērķis ir izveidot pilnībā sintētisku augu vai dzīvnieku genomu, iespējams, cilvēka genomu, lai gan tas vēl nav saņēmis nepieciešamo finansējumu. Pagājušajā gadā šie plāni izraisīja spēcīgu kritiku no citiem zinātniekiem, kuri teica, ka šāds pasākums ir nereāls, radīs ētiskus jautājumus par dizaineriem un nebija pilnībā pārdomāts.
Centieni radīt sintētiskas dzīvības formas balstās uz idejām, kuras pirmo reizi 2010. gadā demonstrēja pētnieki J. Kreiga Ventera institūts Rokvilā, Merilendā, kas aizstāja baktērijas genomu, ko sauc Mycoplasma mycoides ar kopiju, ko viņi uzbūvēja laboratorijā.
Bet raugs ir grūtāks izaicinājums. Vienšūnu organismi satur daudz vairāk DNS nekā baktērijas, un tie ir savīti hromosomās, no kurām katra satur vairākus simtus līdz tūkstošiem gēnu. Centienu vadītāji, tostarp Boeke un Džoels Bāders no Džona Hopkinsa universitātes, lēš, ka divu gadu laikā viņi aizstās visas 16 rauga hromosomas ar mākslīgām kopijām, kā arī izveidos papildu, 17. hromosomu.
Lai izveidotu mākslīgās hromosomas, Sc2.0 zinātnieki ir strādājuši pakāpeniski, pakāpeniski aizstājot ģenētiskā materiāla gabalus ar DNS pavedieniem, kas sintezēti ar mašīnu, un pēc tam pārbaudot, vai raugs paliek vesels. Viņu darbs, tostarp viņu centieni atkļūdot atjaunotās hromosomas, šodien ir aprakstīts septiņos pētnieciskajos rakstos. .
Lai gan Boeke un viņa komanda pārsvarā kopēja raugā jau esošo DNS secību, viņi to arī mainīja vairākos veidos, tostarp noņemot nevēlamos gēnus, kuriem nav redzamas funkcijas, un pārnesot lielus DNS posmus no vienas hromosomas uz otru. Pārsteidzoši, ka raugs joprojām auga normāli, pat pēc būtiskām izmaiņām. Zinātnieki arī pievienoja ģenētiskās aizmugurējās durvis, lai izveidotu raugu, ar kuru nākotnē būs vieglāk manipulēt.
Daniels Gibsons, sintētiskās genomikas zinātnieks Lajolla, Kalifornijā, uzskata, ka rauga komandas izmantotās metodes vēl nav pietiekami attīstītas, lai izveidotu mākslīgu cilvēka genomu. Pirmkārt, saskaņā ar dažām aplēsēm nepieciešamā DNS izmaksātu aptuveni 300 miljonus USD. Viņš arī mazināja bažas par cilvēka radīto organismu iespējamo ietekmi uz vidi. Pagaidām, saka Gibsons, šo organismu mērķis ir tos audzēt laboratorijas vidē.
Tomēr kādu dienu dizaineru cilvēka hromosomām varētu būt nozīme progresīvā gēnu ārstēšanā, saskaņā ar dažiem pētniekiem. Pašlaik gēnu terapija parasti ietver viena gēna aizstāšanu cilvēka ķermenī. Taču zinātnieki uzskata, ka nelielu mākslīgo hromosomu varētu izmantot, lai aizstātu veselus bojātu gēnu tīklus.
Pamela Silvera, Hārvardas bioinženiere, kuras laboratorija cenšas izveidot mākslīgu cilvēka hromosomu, saka, ka viņa cer, ka kādu dienu zinātnieki varēs viegli izstrādāt un izveidot hromosomas, neizmantojot milzīgu pētnieku komandu.
Taču šī diena vēl ir tālu, viņa saka: Neatkarīgi no tā, ko jūs gatavojaties sintezēt, jums būs nepieciešams tehnoloģisks lēciens, lai padarītu to ātrāku un labāku nekā šodien.