Życie w wersji light

Ma zaledwie 473 geny. Tyle wystarczy do przeżycia i namnażania się bakterii – twierdzi słynny genetyk Craig Venter. Syn 3.0 – bo tak nazywa się ten organizm stworzony dzięki syntetycznej biologii – będzie służył teraz jako podstawa do badań nad rolą poszczególnych odcinków DNA.

Ale plany wobec Syn 3.0 na przyszłość są ambitniejsze. Taki „odchudzony" organizm można wyposażyć w geny odpowiedzialne za produkcję pożądanych substancji. Mogą to być leki albo – nad czym Venter już pracuje – paliwa płynne. Zaprojektowane w laboratorium mikroorganizmy mogą rozkładać plastik, usuwać zanieczyszczenia czy produkować energię.

– To fantastyczna demonstracja umiejętności genetyków – komentuje dla magazynu „Science" George Church, biolog z Uniwersytetu Harvarda.

Wcześniej, w 2007 roku, Craig Venter i jego J. Craig Venter Institute ogłosili, że powiodła się próba przeniesienia całego materiału genetycznego jednego gatunku (bakterii Mycoplasma mycoides) do innego (Mycoplasma capricolum). Kilka miesięcy później ten sam zespół poinformował o stworzeniu syntetycznego genomu (stworzonego w laboratorium, lecz na wzór prawdziwego organizmu) bakterii Mycoplasma genitalium. Wybrano ten gatunek, ponieważ miał najmniejszą znaną wówczas liczbę genów. Nowy organizm nazwano Mycoplasma laboratorium.

Ten gatunek namnażał się jednak dość wolno, dlatego Craig Venter wrócił do bardziej złożonej, ale szybciej działającej Mycoplasma mycoides. W 2010 roku naukowcom udało się stworzyć żywy organizm z materiałem genetycznym wyprodukowanym w całości w laboratorium – został złożony wyłącznie ze schematu zapisanego w pamięci komputera. Tamten organizm, nazywany Syn 1.0, miał 901 genów. Zespół Ventera złożył w laboratorium genom wzorowany na materiale bakterii Mycoplasma mycoides. Ze spokrewnionego Mycoplasma capricolum zaś usunięto całe DNA i w to miejsce wstawiono „sztuczne".

To właśnie na tym organizmie teraz eksperymentuje Craig Venter i mikrobiolog Clyde Hutchinson. Celem badań jest określenie, z których genów można zrezygnować. Naukowcy instytutu podzielili się na dwa zespoły, które wykorzystując wiedzę o genetyce mikroorganizmów, wyłączały kolejne części DNA.

– No więc news jest taki, że to nam zupełnie nie wyszło – przyznaje Venter. – Byłem zaskoczony, że żaden organizm nie ożył. Wynika z tego, że nasza wiedza jest za mała, aby zaprojektować i zrobić żywy organizm od podstaw.

Wtedy przyjęto metodę chybił trafił. Genom Syn 1.0 podzielono na odcinki i zaczęto te odcinki kolejno wyrzucać, sprawdzając, czy po takiej operacji bakteria nadal funkcjonuje. Niektóre geny wyłączano pojedynczo, inne całymi grupami. Po kilkuset próbach i stworzeniu po drodze organizmu Syn 2.0 naukowcy osiągnęli swój cel – żywy organizm z 473 genami, wszystko inne zostało wycięte.

Najzabawniejsze jest jednak to, że naukowcy nie wiedzą, do czego służy jedna trzecia, dokładnie 149, genów żywego organizmu w wersji light. To pokazuje, ile wiemy o biologii komórki.

– To ważny krok w kierunku stworzenia organizmu o zdefiniowanym garniturze genetycznym – komentuje w „Science" Chris Voigt z MIT.

Mistrz genetycznej wagi lekkiej doskonale nadaje się do kolejnych badań, bo błyskawicznie się namnaża. Podwojenie populacji zajmuje mu trzy godziny, podczas gdy „oryginały" – kilka tygodni.