Genom sztucznej E. coli został znacząco zmodyfikowany względem naturalnego pierwowzoru. Dzięki syntetycznemu DNA mogłyby w przyszłości powstać bakterie wytwarzające nowe katalizatory, leki, białka czy materiały o pożądanych właściwościach.

Krótkie segmenty DNA zamówione w firmie zajmującej się dostawami dla laboratoriów zostały połączone w dłuższe odcinki (po pół miliona zasad) w komórkach drożdży przez naturalne mechanizmy komórkowe. Następnie genetycy po kolei wymieniali duże fragmenty DNA w genomie E. Coli, uzyskując w końcu genom syntetyczny. Dzięki takiemu stopniowemu postępowaniu w razie niepowodzenia łatwo byłoby zlokalizować błąd.

Dopiero po przetestowaniu wszystkich segmentów mających po pół miliona liter w częściowo syntetycznych bakteriach osiem segmentów zebrano w Syn61.

Liczący 4 miliony genetycznych "liter" genom Syn61 jest największym, jaki dotąd udało się zsyntetyzować od zera. Podczas realizacji tego zadania znaleziono tylko cztery błędy, które zostały bez problemu skorygowane.

Naukowcy z Cambridge nie tylko stworzyli rekordowo duży genom, ale także zmienili sposób kodowania aminokwasów na bardziej wydajny (na przykład nie ma teraz sześciu kodów oznaczających ten sam aminokwas serynę) oraz pozbyli się wszystkich zbędnych fragmentów. W sumie w genomie Syn61 dokonano 18 tys. zmian, toteż eksperci są pod wrażeniem, ponieważ bakteria to przeżyła. Rozmnaża się o 60 proc. wolniej niż zwykła E.coli i jest nieco bardziej wydłużona.

Ciekawą cechą syntetycznej bakterii jest to, że nie ulega atakom wirusów (bakteriofagów) - pozbawiono ją mechanizmów, z których korzystają agresorzy. Poza tym może tworzyć białka zawierające aminokwasy, jakie nie występują w naturze. W ten sposób mogłyby powstawać na przykład białka, które świecą albo "włączają się" lub "wyłączają" pod wpływem światła. Takie "alternatywne" białka mogłyby posłużyć na przykład do usprawnienia badań nad nowymi lekami albo tworzenia "inteligentnych" materiałów.

Pierwszy syntetyczny organizm Syn3.0., czyli zmodyfikowaną Mycoplasma genitalium - opracowali naukowcy związani z przedsiębiorcą Craigiem Venterem w już roku 2010. Jednak będąca znacznie mniej skomplikowanym organizmem Mycoplasma ma 4 razy mniejszy genom niż E. coli.

Paweł Wernicki (PAP)

Podobał się artykuł? Podziel się!