Culoarea albastră a coloniilor semnalează faptul că transplantul genomului a 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 combustibil ieftin în cantități mari. 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 genomului micoplasmatic sunt foarte mici (de la 600 la 1400 mii de perechi de baze) și bine studiate - până în prezent, genomul a 14 specii a fost citit complet. Spre deosebire de marea majoritate a altor bacterii cu genom mici s, Mycoplasma 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 trebuie să fie foarte bogat - micoplasme sunt foarte exigente în acest sens, deoarece le lipsesc genele 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 este fondatorul institutului cu același nume, un pionier al cercetătorilor genomici și unul dintre oamenii de știință cei mai citați ai timpurilor noastre (foto de la www.harrywalker.com)
Studiind genomul micoplasmelor, Craig Venter și colegii săi au venit foarte aproape de a înțelege ce ar trebui să fie "genomul minim" al viitorilor microbi artificiali. Sinteza fragmentelor artificiale de către genomul a 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. Fragmente separate ale genomului sunt transplantate pentru o lungă perioadă de timp, iar oamenii de știință sunt ajutați foarte mult de mecanismele naturale disponibile pentru bacterii 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 donator trece partea din genomul său a la bacteria recipientului;
- transducția virale: viruși, care trec de la o celulă la alta, pot lua cu ei bucăți de genom bacterian a;
- 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 transferarea doar a unor bucăți relativ mici ale genomului a.
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. culturi de bacterii tratate cu antibiotice, cercetatorii au ucis microbii care nu au încorporat ADN străin, în timp ce restul au fost supuse unui control. Prin toate conturile, acestea erau adevăratele M. mycoides. Nici genele, nici proteinele caracteristice speciilor inițiale de 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 posibil să se efectueze manipulări similare cu alte bacterii receptoare și alte gene. Nu este exclus faptul că numai germenii care nu au un perete celular sunt capabili să absoarbă un întreg genom străin - în acest caz, micoplasmele, cel mai probabil, vor rămâne în continuare singurele 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.
Discuție Nu au mai fost discutate încă.
Probabilitatea euristică
Astăzi, există metode care, chiar și în cazul în care un minim de experiență pentru a estima cât de probabil este ca minti parteneri și prieteni, cât de încrezător poate permite o relație între fenomene, inclusiv, s-ar părea fără nici o legătură: Euristici probabilitate.
Trimiteți-le prietenilor: