Δημιούργησαν
ημισυνθετικό βακτήριο. This undated photo provided by The Scripps Research
Institute shows a semi-synthetic strain of E. coli bacteria that can churn out
novel proteins. Scientists reported on Wednesday, Nov. 29, 2017, that they have
expanded the genetic code of life and used man-made DNA to create this strain
of bacteria. (Bill Kiosses/The Scripps Research Institute via AP)
Να
αυξήσουν το γενετικό αλφάβητο κατά 50% κατάφεραν επιστήμονες στις Ηνωμένες
Πολιτείες, καθώς δημιούργησαν ένα ημισυνθετικό βακτήριο, το οποίο διαθέτει στο DNA του, πέρα από τα τέσσερα φυσικά
«γράμματα», άλλα δύο συνθετικά.
Το
συνθετικό DNA
διαθέτει έξι διαφορετικά νουκλεοτίδια
(τρία ζεύγη συζυγών βάσεων).
Τα
δύο αυτά έξτρα «γράμματα» του γενετικού αλφαβήτου επιτρέπουν στον
μικροοργανισμό να παράγει νέες πρωτεΐνες που δεν υπάρχουν στη φύση, με τους
δημιουργούς του να επισημαίνουν ότι πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα στην
κατεύθυνση της δημιουργίας υβριδικής, τεχνητής και «κατά παραγγελία» ζωής.
Η
δομή των νέων συζυγών βάσεων Χ και Υ (d5SICS–dNaM) σε σύγκριση με τις φυσικές συζυγείς βάσεις γουανίνη και
κυτοσίνη (dG–dC).
Εδώ
και περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια που εμφανίσθηκε η ζωή στη Γη, τα γονίδια
στο DNA είναι «εγχειρίδια
οδηγιών» για τη δημιουργία πρωτεϊνών. Τα τέσσερα γράμματα του γενετικού κώδικα
είναι μόρια, γνωστά και ως αζωτούχες βάσεις. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί
χρησιμοποιούν αυτά τα γράμματα-βάσεις A
(αδενίνη), C
(κυτοσίνη), G
(γουανίνη) και T
(θυμίνη), αλλά ο νέος οργανισμός διαθέτει δύο ακόμη, που αποκαλούνται Χ και Υ.
Οι
ερευνητές, με επικεφαλής τον Φλόιντ Ρόουμσμπεργκ του Ινστιτούτου Ερευνών Scripps στην Καλιφόρνια, που έκαναν τη σχετική
δημοσίευση στο περιοδικό «Nature»,
είχαν για πρώτη φορά ενσωματώσει το 2014 τα «γράμματα» Χ και Υ στο DNA ενός βακτηρίου E.coli. Τα βακτήρια μπορούσαν τότε απλώς να αποθηκεύουν τις δύο
πρόσθετες συνθετικές βάσεις και να τις «κληροδοτούν» στους «απογόνους» τους.
Schematic depicting
the incorporation of a non-canonical amino acid (ncAA) into a protein via
ribosomal decoding of an unnatural codon in a semi-synthetic organism Credit:
Adapted from an image created by Dennis Sun, Mezarque Design
Το
νέο ουσιαστικό βήμα που έγινε αυτή τη φορά, είναι ότι οι επιστήμονες κατάφεραν
να «παντρέψουν» με επιτυχία τις τέσσερις φυσικές και τις δύο συνθετικές βάσεις
μέσα στα γονίδια του βακτηρίου, κάνοντας «σάντουιτς» κάθε Χ και κάθε Υ ανάμεσα
σε δύο άλλες φυσικές βάσεις. Έτσι το βακτήριο μπόρεσε να «διαβάσει» το DNA που περιέχει τα έξτρα Χ και Υ, να τα
μεταγράψει σε μόρια RNA
και, τελικά, αυτά να «μεταφρασθούν» σε πρωτεΐνες, οι οποίες περιέχουν αμινοξέα
που δεν υπάρχουν στη φύση.
Semi-synthetic organism
(E. coli) producing green fluorescent protein via decoding of an unnatural
codon Credit: William B. Kiosses
«Δεν θα αποκαλούσα νέα μορφή ζωής αυτό που
δημιουργήσαμε, αλλά είναι το κοντινότερο σε αυτό πράγμα που οποιοσδήποτε έχει
ποτέ κάνει. Είναι η πρώτη φορά που ένα κύτταρο έχει μεταφράσει μια πρωτεΐνη,
χρησιμοποιώντας κάτι άλλο πέρα από τα G, C, A και Τ. Είναι ένα μικρό βήμα, αλλά ένα
πρώτο πετυχημένο βήμα»
δήλωσε ο Ρόουμσμπεργκ.
Κανονικά
οι τέσσερις φυσικές βάσεις-γράμματα του γενετικού κώδικα μπορούν να παράγουν 20
αμινοξέα, αλλά με την προσθήκη των βάσεων Χ και Υ μπορούν να παραχθούν έως 152
αμινοξέα. Αυτά, μελλοντικά, είναι πιθανό να επιτρέψουν τη δημιουργία νέων
φαρμάκων, υλικών κ.α. Ήδη από το 2014 το εργαστήριο του Ρόουμσμπεργκ
δημιούργησε την εταιρεία Synthorx
Inc, η οποία πρωτοπορεί
στην προσπάθεια να αναπτυχθούν νέα φάρμακα με βάση τα Χ και Υ.
Scripps Chemistry
Professor Floyd Romesberg shares his enthusiasm for developing artificial DNA
and its implications for novel protein therapeutics.
Οι
επιστήμονες διαβεβαίωσαν ότι είναι αδύνατο ο ημισυνθετικός οργανισμός να ζήσει
στη φύση έξω από το εργαστήριο και να πολλαπλασιασθεί ανεξέλεγκτα, καθώς καμία
μορφή ζωής στον πλανήτη δεν μπορεί να παράγει μόνη της τα έξτρα «γράμματα» Χ και
Υ στο DNA της, χωρίς κάποιος
άνθρωπος να προσθέσει τις σωστές χημικές ουσίες. «Δεν μπορούν να δραπετεύσουν.
Δεν υπάρχει εδώ σενάριο τύπου Τζουράσικ Παρκ» τόνισε ο Ρόουμσμπεργκ.
Πηγές: Yorke
Zhang et al. A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased
genetic information, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature24659 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=920497
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου