Naukowcy wyhodowali bakterie nie z tej ziemi

Półsyntetyczne organizmy hodowane przez naukowców mają kod genetyczny niewystępujący w przyrodzie.

Aktualizacja: 26.01.2017 06:00 Publikacja: 25.01.2017 18:46

Genetyczny alfabet wzbogacono o dwie literki

Genetyczny alfabet wzbogacono o dwie literki

Foto: 123RF

Bakterie E. coli w kalifornijskim laboratorium Scripps Research Institute z pozoru wyglądają jak każde inne. W rzeczywistości jednak to mutanty posiadające elementy DNA zaprojektowane przez naukowców. Te elementy są całkowicie sztuczne – natura tego nie wymyśliła.

W teorii takie organizmy mogą służyć do produkcji leków – i ogólnie wszelkich substancji – według przepisu podanego im przez projektantów. Mogą wytwarzać nieznane materiały lub odwrotnie – niszczyć (pożerać) dowolne substancje i zamieniać je na potrzebne składniki.

„Naszym celem jest stworzenie organizmów o całkowicie nienaturalnych właściwościach i cechach niespotykanych w przyrodzie" – pisze prof. Floyd Romesberg na łamach magazynu „PNAS". „Zrobiliśmy krok w kierunku rozwiązania głównego problemu biologii syntetycznej, czyli stworzenia nowych form życia wyposażonych w nowe funkcje".

Nici DNA – „schemat produkcyjny" żywych organizmów na Ziemi – opierają się na zaledwie czterech literkach kodu. To adenina (oznaczana literką A), guanina (G) oraz cytozyna (C) i tymina (T). W łańcuchu DNA tworzą one pary zasad – A-T oraz G-C. Kolejne literki kodu tworzą zapis genów, a te niosą przepis na wszystkie białka produkowane w naszym organizmie, a także kiedy i w jakiej ilości je produkować. Ingerencja w ten mechanizm oznaczałyby zakłócenia fundamentalnych dla życia procesów.

Tymczasem naukowcy ze Scripps Research Institute, z pomocą kolegów z Chin i Francji, dodali do czterech literek kodu dwie kolejne. Składniki te, nazywane X i Y, zostały włączone do genomu bakterii E. coli. Na razie nie produkują niczego przydatnego – służą do testów.

Bo zanim syntetyczne życie zacznie być przydatne, badacze muszą pokonać dwa problemy – jak sprawić, by bakterie żyły w laboratorium, i jak sprawić, by umierały, gdy znajdą się poza nim – ze względów bezpieczeństwa.

– To wielkie osiągnięcie pokazujące, że tak prosty organizm jak bakterie może zostać przeprogramowany i wzbogacony o parę zasad niewystępującą w przyrodzie – mówi „Guardianowi" Paul Freemont z Imperial College London. – To zaś prowadzi nas ku syntetycznym organizmom, które będą realizować funkcje zapisane w ich sztucznym kodzie genetycznym.

Prof. Romesberg ma już na koncie dodawanie sztucznych elementów do DNA. W 2014 roku próbował dołożyć bakteriom X i Y, jednak laboratoryjne kolonie dość szybko obumierały. Mało tego, wewnętrzny system kontroli bakterii szybko pozbywał się niechcianych fragmentów, wycinając je z nici DNA. O syntetycznym życiu nie mogło być wówczas mowy.

Teraz naukowcy tak zmienili wewnętrzne mechanizmy bakterii, że niszczą one DNA niezawierające liter X i Y. Dzięki temu zapewnili sobie przenoszenie zaprogramowanych cech, gdy komórki się dzielą. – Nie chodzi tylko o to, aby genom był stabilny przez jeden dzień badań, ale o to, aby był stabilny przez całe życie – tłumaczy prof. Romesberg. – Jeżeli te bakterie mają być żywym organizmem, to musimy znaleźć sposób na utrwalenie i przechowanie nowej informacji genetycznej.

Drugim problemem było zachowanie bezpieczeństwa – syntetyczne bakterie, które „uciekną" z laboratorium,muszą umrzeć. Służy temu mechanizm powodujący śmierć organizmu, gdy naukowcy nie dostarczą mu dwóch niezbędnych substancji niewystępujących w przyrodzie.

Jak tłumaczy prof. Romesberg, jego celem było też „pokonanie strachu przed nieznanym". W tym przypadku – tłumaczy badacz – potencjalne korzyści są znacznie większe niż ewentualne ryzyko. – Bo korzyści obejmują na przykład nowe i lepsze lekarstwa – podkreśla naukowiec.

Bakterie E. coli w kalifornijskim laboratorium Scripps Research Institute z pozoru wyglądają jak każde inne. W rzeczywistości jednak to mutanty posiadające elementy DNA zaprojektowane przez naukowców. Te elementy są całkowicie sztuczne – natura tego nie wymyśliła.

W teorii takie organizmy mogą służyć do produkcji leków – i ogólnie wszelkich substancji – według przepisu podanego im przez projektantów. Mogą wytwarzać nieznane materiały lub odwrotnie – niszczyć (pożerać) dowolne substancje i zamieniać je na potrzebne składniki.

Pozostało 85% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Nauka
Kto przetrwa wojnę atomową? Mocarstwa budują swoje "Arki Noego"
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Nauka
Czy wojna nuklearna zniszczy cała cywilizację?
Nauka
Niesporczaki pomogą nam zachować młodość? „Klucz do zahamowania procesu starzenia”
Nauka
W Australii odkryto nowy gatunek chrząszcza. Odkrywca pomylił go z ptasią kupą
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Nauka
Sensacyjne ustalenia naukowców. Sfotografowano homoseksualny akt humbaków