Микроб с минимальным геномом может раскрыть секреты жизни
Ученые удалили почти половину генов микроба, создав его упрощенную версию, которая все еще функционирует. Это достижение может раскрыть секреты устройства жизни и помочь создавать бактерии для производства лекарств и других ценных веществ.
Новый искусственный бактериальный штамм JCVI-syn3.0 имеет генетический код из 531 000 пар оснований ДНК, содержащий 473 гена. Это меньше, чем у любого свободноживущего организма в природе. Для сравнения: у человека более 3 миллиардов пар оснований и более 20 000 генов.
Однако даже этот "минимальный" организм полон загадок. Ученые признают, что не знают функцию примерно трети его генов.
"Мы показываем, насколько сложна жизнь даже в простейших организмах. Эти открытия очень смиряют", — заявил исследователь Дж. Крейг Вентер.
Его коллега Клайд Хатчисон III (Институт Дж. Крейга Вентера) отметил, что некоторые из этих загадочных генов могут указывать на неизвестные фундаментальные процессы жизни. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Важные уточнения:
- Этот геном не является единственно возможным минимальным набором для жизни. Результат зависит от исходного организма (в данном случае — M. mycoides, живущего в овцах) и условий среды.
- В геном включены гены, не абсолютно необходимые для выживания, но обеспечивающие достаточно быстрый рост для практической работы в лаборатории. Это "минимальный размер, при котором организм еще остается... полезным" (Хатчисон).
Цели исследования:
- Фундаментальное понимание жизни: определить функцию каждого гена в клетке.
- Практическое применение: использовать микробов с минимальной ДНК как "шасси" для добавления генов, чтобы заставить их производить лекарства, топливо и другие вещества.
Работа началась с синтетической версии M. mycoides (около 900 генов). Ученые определили 428 несущественных генов, создали новый геном без них и показали, что его достаточно для выживания бактерии.
Эксперты высоко оценили работу:
- Йорг Штульке (Гёттингенский университет): "Я нахожу эту статью действительно новаторской".
- Феррен Айзекс (Йельский университет): "Впечатляющий тур де форс", который может начать определять "вселенную минимальных геномов".