Ако мислевте дека геномот и начинот на кој се создава животот е нешто што е „врежано во камен“, се лажете.
Научниците за прв пат го намалија генетскиот алфабет на животот на само 57 кодони, создавајќи синтетичка бактерија со најмногу преработен геном на Земјата.
Кодоните се основни единици на генетскиот код и функционираат како „зборови“ во „генетскиот јазик“, кој рибозомите го „читаат“ за да состават протеински ланци. Кодон е низа од три нуклеотиди кои се наоѓаат на молекулата на гласничката РНК (мРНК). Тој го одредува местото на одредена аминокиселина во процесот на синтеза на белковини во клетката, при што дејствува како единица на генетско кодирање. Овие нуклеотиди се последователни, а секоја тројка нуклеотиди препишана од ДНК на гласничка РНК се нарекува кодон и претставува основна единица на генетскиот код.
Ова достигнување произлегува од истражување на научници од Советот за медицински истражувања, Лабораторија за молекуларна биологија (MRC LMB) во Велика Британија. Нивниот синтетички сој, наречен Escherichia coli Syn57, е конструиран така што функционира користејќи само 57 од стандардните 64 кодони кои вообичаено го управуваат целиот живот.
Кај природните организми, 64 кодони содржат инструкции за составување на 20 аминокиселини во протеини. Бидејќи многу кодони се преклопуваат по функција, во системот отсекогаш имало вишок. Syn57 ги елиминира дел од тие дупликати, надминувајќи го претходниот рекорд од 61 кодон.
Геном напишан од нула
За да се постигне ова намалување, британските научници ги отстранија четири од шесте кодони за аминокиселината серин, два од четирите за аминокиселината аланин и еден стоп-кодон (завршен кодон). Каде и да се појавиле, тие биле заменети со синонимни кодони. Тоа барало повеќе од 101.000 планирани измени, дизајнирани со компјутер во фрагменти од 100 килобајти, пред да бидат споени во целосен геном.
Фрагментите биле внимателно тестирани во живи бактерии за да се избегнат кобни грешки, а потоа обединети во конечниот синтетички организам.
„Минуваме низ периоди кога се прашуваме: ‘Дали ова ќе биде ќорсокак или ќе успееме да истуркаме до крај?’“, изјави синтетичкиот биолог Весли Робертсон, еден од главните автори на истражувањето, во разговор за The New York Times.
Ширење на можностите и значењето на студијата
Тимот од MRC LMB нагласи во соопштение дека Syn57 има повеќе простор за воведување дополнителни неканонски аминокиселини, обезбедувајќи поголеми можности за натамошно проширување на генетскиот код. Ова ќе им овозможи на научниците развој на иновативни синтетички полимери и макроцикли.
Syn57 исто така би можел да биде отпорен на вирусни инфекции, бидејќи неговиот изменет код би бил нечитлив за вирусите кои ја преземаат клеточната продукција на протеини.
„Тогаш можеме да го спречиме бегството на информации од нашиот синтетички организам“, додаде Робертсон.
„Оваа работа покажува како синтезата на геномот може да ги помести генските секвенци на организмите во нови области на просторот на секвенци, до кои природниот живот можеби никогаш не би имал пристап“, заклучуваат авторите на истражувањето, кое беше објавено во списанието Science.
