Culoarea albastră a coloniilor semnalează faptul că transplantul genomului a avut succes. Fotografii din articolul din Science
Oamenii de știință americani au efectuat prima operațiune de succes din lume pentru transplantul întregului genom dintr-o specie de bacterii în alta. Ca rezultat, microbii au dobândit toate proprietățile speciei a căror genom a fost transplantat. Succesul acestui experiment este un pas important spre crearea organismelor vii artificiale.
Oamenii de stiinta de la Institutul de Craig Venter (Institutul J. Craig Venter) în ultimii 10 ani, cu încredere trecerea la marele scop - crearea de organisme artificiale cu proprietăți dorite. Semnificația practică a acestor lucrări poate fi enormă. De exemplu, se intenționează crearea microbilor, care vor produce cantități mari de combustibil ieftin. Ideea generală este de a stabili un set minim de gene necesare pentru susținerea bacteriilor adăugate la codificare pentru funcții utile (de exemplu, hidrogen, sinteza) gene, gena artificial sintetizat prin inginerie și de a introduce in vie bacterie proprii genomului care trebuie sa fie intr-un fel mod eliminat.
Lucrarea se desfășoară în principal cu bacterii din genul Mycoplasma. Acesta este un grup destul de extins (aproximativ 180 de specii) de bacterii parazitare care provoacă tot felul de boli în plante, animale și oameni. Mycoplasma posedă o serie de proprietăți unice care le fac un obiect foarte convenabil pentru astfel de studii. Genomii de micoplasme sunt foarte mici (de la 600 la 1400 de mii de perechi de baze) și bine studiate - până în prezent, au fost citite pe deplin genomul a 14 specii. Spre deosebire de marea majoritate a altor bacterii cu genomuri mici, micoplasmelor nu sunt obligã paraziți intracelulari - ele pot trăi în afara celulei gazdă, astfel încât acestea pot fi cultivate în mod obișnuit pe un mediu nutritiv. Adevărat, mediul ar trebui să fie foarte bogat - micoplasma este foarte solicitantă în această privință, pentru că nu au gene necesare pentru sinteza multor substanțe vitale. În cele din urmă, micoplasmele nu au un perete celular rigid, caracteristic marea majoritate a bacteriilor. Celulele Mycoplasma sunt înconjurate de o membrană plasmatică subțire și elastică. Acest lucru facilitează foarte mult schimbul de materiale ereditare între celule.
Craig Venter - fondatorul omonim al Institutului, un pionier al cercetătorilor genomice si unul dintre oamenii de stiinta cele mai citate din timpurile moderne (fotografie de la www.harrywalker.com site-ul)
Prin studierea genomi de micoplasme, Craig Venter si colegii sai au ajuns deja foarte aproape de o înțelegere a ceea ce ar trebui sa fie un „genom minimal“ de microbi viitoare artificiale. Sinteza fragmentelor artificiale ale genomului este deja stabilită, sinteza întregului genom bacterian este o chestiune de viitor apropiat. Cu toate acestea, până acum nimeni nu a reușit să transplanteze întregul genom într-o celulă bacteriană vie. Unele fragmente din genomul de lung de transplant, și că oamenii de știință au o mulțime de ajutor disponibile la mecanismele naturale bacterieni pentru schimbul de material genetic. Un astfel de schimb în lumea bacteriilor se desfășoară în trei moduri principale:- conjugare: două bacterii sunt conectate prin intermediul unor tuburi de proteine speciale - pili, iar bacteria donorului trece partea din genomul său la bacteria receptoare;
- transducția virale: virușii, care se deplasează de la o celulă la alta, pot lua împreună cu ele bucăți de genom bacterian;
- transformarea naturală: uneori, o bacterie pur și simplu "suge" fragmente de ADN din mediul înconjurător și, în anumite condiții, le integrează în genomul său.
Cu toate acestea, în toate aceste cazuri, este vorba de transferul de piese relativ mici ale genomului.
Mycoplasma se târăște de-a lungul suprafeței celulei gazdă (imagine de la www.example.com)
După o perioadă scurtă de timp, printre celulele Mycoplasma capricolum apar bacterii cu semne de Mycoplasma mycoides. După tratarea culturii bacteriilor cu antibiotice, oamenii de știință au distrus acei microbi care nu au absorbit ADN-ul altora, iar restul au fost atent examinați. Prin toate conturile, acestea erau adevăratele M. mycoides. Nici genele, nici proteinele caracteristice speciilor originale Mycoplasma capricolum, nu au putut fi detectate. Anticorpii selectiv răspund la proteinele de suprafață Mycoplasma capricolum, care nu sunt atașate acestor agenți, în contrast cu anticorpi care recunosc proteinele de suprafață Mycoplasma mycoides (culoarea albastră a coloniilor din imagine semnala succesul unuia dintre aceste teste imunologice).
Studiile ulterioare vor arăta dacă este posibilă efectuarea unei astfel de manipulări cu alte bacterii receptoare și alte genomuri. Este posibil ca incorporeze un adversar capabil gena numai microbii fara perete celular - în acest caz, mycoplasma continua probabil să rămână numai obiecte pentru astfel de experimente. Oricum, munca făcută la adus pe Craig Venter mai aproape de obiectivul său prețuit - crearea unui microb artificial. Aparent, acest obiectiv poate fi atins în câțiva ani. De altfel, în Statele Unite, problemele etice și juridice legate de crearea iminentă a organismelor artificiale sunt acum dezbătute în mod activ. Cea mai tare litigiu se referă la problema dacă aceste organisme pot fi brevetate.
Trimiteți-le prietenilor: