211service.com
Forskere har byttet genomet til tarmbakterien E. coli med en kunstig
Mikrofotografi av E. coli NIAID
Forskere sier de har erstattet alle genene til E coli bakterier med en fullstendig kopi av genomet syntetisert i laboratoriet. Det er et skritt mot å lage bakterier som er genetisk skreddersydd for å lage et bestemt materiale som Kevlar eller andre polymerer.
Det rapporterer forskere ved University of Cambridge i naturen hvordan de på en trinnvis måte gradvis erstattet organismens hele genom – den har 4 millioner DNA-bokstaver – med kunstig laget gener.
Det tok to år, men vi ønsker å få dette til et punkt hvor vi kan produsere nye syntetiske genomer på mindre enn en måned, sier Jason Chin, en biolog ved UK Medical Research Council, som ledet teamet. Det ville akselerere feltet enormt, antallet ting vi kan lage og teste.
De første syntetiske bakterielle genomene ble opprettet i 2008 og 2010 ved J. Craig Venter Institute. Men E coli genomet, som er fire ganger deres størrelse, setter ny rekord.
Et eget konsortium prøver å lage bakegjær med kunstige gener, men det prosjektet er ennå ikke fullført.
Ved å erstatte bakteriens genom, forenklet Chins team det også ved å erstatte noen av de tre-bokstavs DNA-instruksjonssettene, eller kodonene, som cellene bruker for å bestemme hvilke av 20 aminosyrer de vil legge til et protein.
Til slutt Chin's E coli har bare 61 kodoner i stedet for de vanlige 64.
Det betyr den nye arten av bakterier, kalt Syn61 , har ikke bare menneskeskapte gener, men viser også at en organisme kan leve med det det britiske teamet kaller en komprimert genetisk kode.
Den ene er en teknisk prestasjon; den andre forteller deg noe grunnleggende om biologi og hvor formbar den genetiske koden egentlig er, sier Chin.
Forenkling av E coli genom betyr at de ubrukte delene av koden nå står fritt til å gjøre andre ting. For eksempel kan de brukes på nytt slik at bakterier lager proteiner som involverer noen av et par hundre aminosyrer som livet normalt ikke bruker. Det kan føre til produksjon av uvanlige polymerer i bakterier, som materialet som går inn i skuddsikre vester.
Det er også et vitenskapelig spørsmål, sier Chin. Helt siden 1960-tallet, da forskerne først knakk koden, har det vært uklart nøyaktig hvorfor det fungerer som det gjør – ut av så mange muligheter, hvorfor denne?
I 1968 foreslo Francis Crick, medoppdageren av DNAs kjemiske struktur, den frosne ulykkesteorien. Når grunnleggende livsformer utviklet seg, foreslo han, ble triplettkodene låst på plass fordi ethvert avvik fra det universelle programmet ville være en stor ulempe. Ved å fjerne kodoner bryter vi det vanlige språket, sier Chin. Vi låser opp koden.