сряда, септември 18, 2019

Синтетичен геном с медицински ползи

Първият в света жив организъм с напълно преработена ДНК

Учените създадоха първия в света жив организъм, който има напълно синтетичен и радикално променен код на ДНК. За целта се използва микроб, който обикновено се намира в почвата и човешките черва. Той успява да оцелее при по-малък набор от генетични инструкции.

Това доказва, че животът може да съществува с ограничен генетичен код и проправя пътя за организми, които добавят нови характеристики, като вирусна резистентност.

В продължение на две години изследователите от Лабораторията по молекулярна биология в Медицинския съвет в Кеймбридж четат и променят ДНК на бактерията Escherichia coli,  преди да създадат клетки със синтетична версия на променения геном.

Изкуственият геном е съставен от 4m базови двойки, единиците на генетичния код, изписани от буквите G, A, T и C. Ако ги отпечатаме на листи формат А4, те ще представляват 970 страници, което прави генома най-големия, който учените някога са успявали да построят.

Как това може да се използва за промяна кода на живота?

Вътреклетъчната ДНК носи инструкции и данни, от които се нуждае, за да функционира. Когато например за растежа на клетката има нужда от повече протеини, ДНК програмира по-голямото им производство. Генната последователност се състои от тринуклеотидни единици, наречени кодони. Почти всички живи организми използват общо 64 кодона.

Някои от тях извършват едни и същи функции при различните организми. От тези 64 кодона, 61 произвеждат 20 природни аминокиселини, които могат да бъдат заедно нанизани на нишка, за да се изгради протеин в природата. Останалите три кодона играят ролята на знака стоп.  Те казват на клетката, когато протеинът е готов.

Екипът на Кеймбридж се опитва да преработи генома на Е. coli, като отстрани някои от излишните кодони. Всеки път, когато се натъквали на TCG кодон, който прави аминокиселина, наречена серин, те я пренаписват като AGC, което играе същата функция. По подобен начин те са заменили още два кодона.

След повече от 18 000 редакции, учените са премахнали всяка поява на трите кодона от генома. Препроектираният генетичен код след това е бил химически синтезиран и добавен към Е coli, където заменя естествения геном на организма.

Резултатът е микроб с напълно синтетичен и радикално променен код на ДНК.

E coli вече се използва от биофармацевтичната индустрия за производство на инсулин за диабет и други медицински съединения за рак, множествена склероза, сърдечни пристъпи и очни заболявания. Цели производствени процеси обаче могат да бъдат развалени, когато бактериалните култури са заразени с вируси или други микроби. В бъдещата работа освободеният генетичен код би могъл да се пренасочи, за да накара клетките да произвеждат ензими, протеини и лекарства.

Такива изкуствено модифицирани форми на живот могат да се окажат полезни, тъй като тяхната ДНК е различна и това ще ги направи резистентни към вируси.

През 2010 г. американски учени обявиха създаването на първия в света организъм със синтетичен геном. Буболечка, Mycoplasma mycoides, има по-малък геном от Е coli – около 1m базови двойки и не е радикално променена. Те са взели областта на синтетичната геномия на ново ниво, не само успешно изграждайки най-големия досега синтетичен геном, но и най-кодиращите промени вътре в него.

Източник: Smartnews.bg

Коментарите са затворени.

Този уебсайт използва бисквитки за да подобри вашето пребиваване на него. Приемам Научете повече