„Američtí specialisté vytvořili první buňku, která je řízena umělým genomem“ – pod takovým senzačním titulkem se minulý týden v americkém časopise „Science“ objevil článek o výdobytcích biologie, který rozvířil celý vědecký svět . Tým vědců pod vedením Craiga Ventera dokázal vytvořit umělou bakterii s předem určenými vlastnostmi; mikroorganismus byl schopen se rozmnožovat.
Milena Sigaeva / Informace o zdraví
Byl to nový krok k uskutečnění snu mnoha biotechnologů: vytvořit mikroba s genomem určitých parametrů, který by produkoval nekonečné množství vzácných látek, jako jsou komplexní léčiva. Ale navzdory tak úspěšnému experimentu je věda stále velmi daleko od vytvoření umělého života v plném slova smyslu.
Tvůrci
Craig Venter
Craig Venter – skvělý mikrobiolog, „král“ genomiky (část molekulární genetiky, která studuje genom a geny živých organismů), první člověk, který v 90. letech rozluštil genetický kód bakterie. jako podnikatel a organizátor námořní expedice v Atlantiku . V roce 2000 Venter vyvinul nový přístup k sekvenování, nazvaný metoda „shotgun“, která se ukázala být mnohem efektivnější než tradiční metody a pomocí níž zmapoval lidský genom, sestávající ze 3 miliard prvků. Vytvoření živé bytosti s chemicky syntetizovaným genomem bylo Venterovým novým úspěšným projektem.
Společně s Venterem spolupracovali 79letý mikrobiolog, nositel Nobelovy ceny za Nobelovu cenu, Hamilton Smith, bioinženýr Daniel Gibson a 23 dalších vědců.
Podstata experimentu
Kolonie modifikovaných bakterií
Mycoplasma mycoides
. Foto s laskavým svolením jcvi.org
Na začátku vědci rozluštili sekvenci DNA bakterie Mycoplasma capricolum a velmi pečlivě, tedy určili její kompletní genomovou sekvenci, zadali data do počítače a některé její fragmenty nahradili jinými. Výsledkem byla upravená varianta další skutečné bakterie – Mycoplasma mycoides. Ze čtyř chemických látek byl syntetizován genom, který byl zaveden do buňky, a který si ji podřídil. Buňka se začala množit, tedy uměle vytvořený život se stal skutečným.
– souhrn všech genů organismu; jeho kompletní chromozomovou sadu.
Aby tato nově vytvořená bakterie nezmizela beze stopy v historii, Venter a Smith vložili do genomu svá jména, tři citáty Jamese Joyce a dalších autorů. Zde měli dva góly. Za prvé, jedinečná individuální označení pomohou identifikovat odpovědnou stranu v případě bioterorismu nebo náhodného úniku buněk do životního prostředí. A za druhé, s pomocí tohoto kódu vždy pomohou nárokovat si vlastnictví vytvořených buněk.
V dobrém
Craig Venter věří, že taková studie je pro lidstvo velkým příslibem.
Mikrofotografie bakterie
M. mycoides JCVI-syn1
získáno na rastrovacím elektronovém mikroskopu. Foto s laskavým svolením jcvi.org
Schopnost „zaznamenat genetický kód“, tedy vývoj syntetického genomu, umožní hlubší průnik do buněk živých organismů. Vědci se chystají vyrobit minimalistickou bakterii, vybavenou všemi potřebnými geny pro produkci enzymů a bílkovin, která se stane základem celé generace různých organismů. V tomto případě může být jakýkoli organismus navržen jako konstruktér Lego. Bude možné ovládat buňky a organismy, lze je přimět k nějaké práci. Můžete například vytvářet čistou vodu, nové druhy biopaliv nebo potravinových zdrojů, textilie nebo moderní léky v neomezeném množství.
Jedním z projektů, které se Venter v blízké budoucnosti chystá, je vytvoření umělých řas s celou řadou živin a stopových prvků. Poté vědec plánuje vycvičit syntetický genom k výrobě vakcíny proti chřipce.
Na škodu
Pro většinu lidí, včetně lidí ve vědeckém světě, vyvolává objev umělé buňky vážné obavy. Venterovy experimenty nazývají „Boží hry“. Venter tvrdí, že „tato klišé se používají vždy, když člověk učiní globální objev v biologii“.
Mikrofotografie bakterie
M. mycoides JCVI-syn1
získáno na rastrovacím elektronovém mikroskopu. Foto s laskavým svolením jcvi.org
Pat Mooney, ředitel ETC Group, mezinárodního soukromého technologického hlídače se sídlem v Kanadě, nazývá Venterův objev „Pandořinou skříňkou“ a říká, že „syntetická biologie je vysoce rizikový obor motivovaný pouze ziskem.“ . „Víme, že umělý život vytvořený v laboratoři se může stát biologickou zbraní, a pak začne ohrožovat přirozenou biologickou rozmanitost světa,“ uvedl v komuniké.
Vědci vedení Ventorem, vědomi si potenciálních problémů, však dělají vše pro to, aby syntetické bakteriální buňky nemohly přežít mimo laboratoře nebo jiné produkční podmínky. Toho lze dosáhnout například zajištěním závislosti organismů na určitém druhu živin, bez kterých nebude jeho existence možná. Když jsou vytvořeny, mohou být navíc vybaveny „sebedestrukčními geny“, které budou fungovat, když se organismus dostane do laboratoře nebo do prostředí, kde vyrostl. Udržet syntetické buňky při životě není snadné ani za ideálních laboratorních podmínek. Jejich náhodný vstup do prostředí proto pravděpodobně povede k rychlé destrukci těchto buněk.
Další názor
Někteří vědci považují Venterův objev za zajímavý, ale zcela zbytečný. Za prvé, jeho dosažení stále nelze nazvat vytvořením „nového“ života. Nové je něco, co nikdy neexistovalo. A výsledná buňka je prostě znovuvytvoření již existující živé bakterie, ale pouze s protetickým, tedy laboratorně vytvořeným, genomem. Podle mnoha vědců lze umělé organismy získat jednoduššími a dostupnějšími způsoby. Po celém světě už dávno dokážou měnit geny, vkládat a odstraňovat jakékoliv kousky z genomu. „Abychom vytvořili například bakterii produkující léky, není vůbec nutné znovu vytvořit celý genom,“ říká biolog Evgeny Nudler, profesor biochemie na Newyorské univerzitě a vedoucí moskevské laboratoře molekulárních mechanismů Geronlab. stárnutí.
Craig Venter však není jen vynálezce a vědec, je to muž s velmi silnou komerční linií. Pro svůj vynález vidí vážnou budoucnost a nezastaví se tam.