Учёные спроектировали и частично собрали синтетический геном кишечной палочки
Международная группа исследователей из Гарвардского университета сделала смелый шаг к созданию бактерии с полностью переписанным геномом. Работа описана в журнале Science, где также обсуждается, почему её результаты, по мнению авторов, будут безопасны для реального применения.
Цель модификации геномов организмов — получение полезных для человека свойств, недоступных в природе. Например, создание бактерий, устойчивых к вирусным атакам, что важно для множества биотехнологических применений.
В новом исследовании учёные сделали шаг вперёд, удалив избыточные кодоны (триплеты, представляющие кластеры четырёхбуквенного алфавита ДНК) из ДНК E. coli. Это открывает возможность встраивания нового кода для создания аминокислот новых типов.
Для этого они:
- Синтезировали с помощью машин участки генома в перекодированной форме.
- Внедрили эти синтезированные фрагменты в геном живой бактерии E. coli.
Команде удалось устранить 7 из 64 естественных кодонов бактерии во встроенных фрагментах и протестировать около 63% из них. Результаты показали минимальные нарушения естественных функций, что говорит о перспективности метода для создания полностью нового генома.
Особый интерес представляет возможность создания кодонов новых типов на месте удалённых избыточных. Это могло бы наделить бактерии новыми свойствами, например, способностью производить аминокислоты для защиты от новых вирусов.
Исследование поднимает вопросы биобезопасности. Команда внедрила в систему аварийный механизм защиты, однако, учитывая человеческий фактор, ни одна такая мера не может считаться абсолютно надёжной.