Nowa forma życia. Naukowcy stworzyli syntetyczne bakterie
Badaczom udało się stworzyć syntetyczne organizmy jednokomórkowe, które dzielą się tak, jak prawdziwe bakterie. Odkrycie może w przyszłości pomóc ratować zdrowie i życie ludzi.
partner merytoryczny
Syntetyczne organizmy stworzone z bakterii mikoplazmy i chemicznie syntetyzowanego genomu mogą rosnąć i dzielić się na komórki o jednolitym kształcie i rozmiarze, tak jak naturalne komórki bakterii - informują amerykańscy naukowcy.
Badacze po raz pierwszy sztuczny genom zmontowali ponad dekadę temu. Wówczas jego podstawą była komórki mykoplazmy, najmniejszej bakterii, która pasożytuje w układzie oddechowym, na nabłonku narządów płciowych, a ostatnio powiązano ją także z pojawianiem się niektórych nowotworów. Niedługo potem słynny i budzący spore kontrowersje genetyk Craig Venter ogłosił, że udało mu się wyodrębnić 437 kluczowych genów, które są niezbędne do życia. Już wtedy jego zespół stworzył całkiem nową bakterię na podstawie zmodyfikowanego DNA popularnej bakterii Escherichi coli. Gdy już odtrąbiono sukces, przy bliższej inspekcji okazało się, że komórki nie dzieliły się na jednakowe komórki-córki, tak jak to robią całkiem naturalne bakterie. Zamiast tego miały przeróżne rozmiary i kształty.
- Wówczas twórcy tych sztucznych komórek wyrzucili wszystkie części genomu, które ich zdaniem nie były konieczne do wzrostu - wyjaśnia Elizabeth Strychalski z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii. Jak się okazało, ich definicja tego, co było niezbędne do wzrostu, była przepisem na niezwykle wyglądające kolonie, a nie jednakowo wyglądające komórki, a to właśnie jest kluczem do prawdziwego sukcesu.
Dopiero teraz poprzez dodawanie poszczególnych genów do syntetycznych komórek bakterii i ich analizę, Strychalski i jej zespół mogli ustalić siedem kolejnych genów potrzebnych do równego podziału. Kiedy naukowcy dodali tych siedem genów odkryli, że to wystarczyło do odtworzenia normalnego wzrostu i podziału bakterii.
Zespół dr Strychalski odkrył, że o ile dwa z siedmiu genów były wcześniej znane, jako odpowiedziane za podział, to pięć kolejnych nie miało potwierdzonej takiej funkcji. Dla naukowców było to zaskoczeniem. - Okazało się, że nawet najmniejsze komórki mają wiele genów, których funkcji nie znamy. Choć nie wiemy za co dokładnie odpowiadają, mamy pewność, że są niezbędne do życia i to jest ekscytujący temat dla przyszłych badań - mówi współautor badania James Pelletier z Massachusetts Institute of Technology.
- To odkrycie jest niezwykle ważne dla zrozumienia, jak działa życie i jakie geny są komórkom potrzebne do niezawodnej pracy - mówi Drew Endy z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii.
Zdaniem naukowców odkrycie "przybliża nas do stworzenia w pełni określonych, zrozumianych i kontrolowanych" żywych komórek. Takie organizmy są narzędziem zarówno dla podstawowych badań, jak i biotechnologii. - Ich potencjał jest ogromny. To rolnictwo, żywienie, biomedycyna i rekultywacja środowiska - mówi Jef Boeke z Uniwersytetu Nowego Jorku. Naukowiec dodaje, że "umiejętność poprawiania kodu biologicznego jest ważnym krokiem dla nauki."
Jakie to może mieć zastosowanie? Już teraz bakterie wykorzystywane są w wielu procesach, od produkcji leków czy biopaliw, aż po oczyszczanie środowiska. Problem w tym, że nie zawsze działają tak, jak by chcieli ludzie. Stworzone na podstawie takiego podstawowego DNA bakterie, w miarę dodawania im pożądanych funkcji mogłyby wykonywać ściśle określone zadania. Na przykład leczyć wewnątrz organizmu pacjenta. Droga do tego może być jednak daleka, choćby dlatego, że - jak mówiła Strychalski - funkcji bardzo wielu genów wciąż jeszcze nie znamy.
