Създаден е синтетичен организъм с минимален набор от гени, Наука и живот
Дневникът е добавен в кошницата.
Създаден е синтетичен организъм с минимален набор от гени
От 473 гена, без които новият „едноклетъчен Франкенщайн“ не може, функциите на почти сто и половина остават неизвестни.
Броят на гените във всички живи същества е различен. От една страна, тук много зависи от сложността на организацията: многоклетъчен червей, нематода, се нуждае от повече генетична информация, отколкото едноклетъчна бактерия, а бозайникът има нужда от повече гени от червея.
От друга страна, във всеки организъм геномът е проектиран така, че някои гени да хеджират други - ако някой от тях се провали, не е задължително да доведе до смърт (не толкова отдавна писахме, че някои гени, които се считат за абсолютно необходими за хората, такива не се оказаха - хората лесно могат да живеят без тях.
И накрая, някои гени са необходими само в нестандартни, стресови ситуации и ако заобикалящата среда е повече или по-малко нормална и удобна, тогава те не са необходими. Например една и съща бактерия може да попадне в изключително благоприятна хранителна среда, с идеална температура, съдържание на сол, хранителни вещества и т.н., или, напротив, да премине към дажба на глад и дори да изпита повишаване на солеността или киселинността. И наборът от гени, необходими за оцеляване, и в двата случая ще бъде различен.
Осъзнавайки, че някои гени може да са по-необходими от други, биолозите излязоха с концепцията за минималния геном - тоест минималният набор от гени, без които тялото не може да оцелее. През 1996 г. Аркадий Мушегян и Евгений Кунин оценяват минималния необходим геном за бактериална клетка на 256 гена; през 2004 г. други изследователи предложиха набор от 204 гена.
Известно време дискусиите за минималния геном бяха ограничени до теоретичен анализ на ДНК последователностите, докато през 2010 г. в института Крейг Вентър се появи синтетичен организъм, събран от две бактерии микоплазми: от клетка Mycoplasma capricolum извади собствената си ДНК (припомняме, че при бактериите всички гени са затворени в една пръстенна хромозома) и вместо това са трансплантирали изкуствено синтезиран геном, създаден на базата на гени Mycoplasma mycoides. (От експерименти със самото M. genitalium реши да откаже, тъй като расте много бавно - за разлика от микоплазмите М. mycoides и M. capricolum, които се възпроизвеждат много по-бързо.) Полученият организъм е наречен JCVI-syn1.0, но въпреки че неговата ДНК е синтезирана в лабораторията, подреждането на генома на JCVI-syn1.0 копира подреждането на генома М. mycoides, а от минимума беше доста далеч.
Изследователите се опитват да се отърват от гените, отговорни за синтеза на хранителни вещества (те могат да бъдат добавени към средата, така че клетката да живее на всичко готово), както и да изхвърлят някои други некодиращи региони. Но нищо не се получи от този подход, клетките умряха. Тогава изследователите опитаха различен подход: цялата ДНК беше разделена на няколко сегмента и започна да ги комбинира помежду си, за да разбере кои гени са важни и кои не. Тези експерименти доведоха по някакъв начин до очакваното заключение, че дори обикновена бактерия за нормален живот се нуждае не само от гени, които кодират протеини, но и от регулаторни ДНК последователности, които сами по себе си не кодират нищо, но засягат дейността на други гени.