Foto: © palau83 / Dollar Photo Club

JCVI-syn3A: Syntetická buňka se 492 geny normálně roste a dělí se

Craig Venter, který na sebe upozornil hlavně během projektu sekvenování lidského genomu na přelomu tisíciletí, se v dalších letech mj. zaměřil na konstrukci minimálního organismu – jinak řečeno, osekat z genomu nejjednodušších bakterií (míněno: bakterií s nejmenším genomem) co nejvíce genů a dostat tím minimální sadu nezbytnou pro život.
V roce 2005 byl připraven první organismus se zcela syntetickým genomem JCVI-syn1.0. Před 5 lety vědci kolem Craiga Ventera vytvořili syntetický organismus obsahující 473 genů (JCVI-syn3.0), přičemž pokus o 471 genů skončil neúspěchem. Mycoplasma genitalium, přirozený organismus s nejmenším možným známým genomem, má genů 523. Původně se předpokládalo, že tento počet se podaří zredukovat třeba ještě o 200, ale to teď vypadá jako mylný odhad – nebo jde tvorba minimálních organismů alespoň mnohem pomaleji. Navíc i bakterie se 473 geny se chovala podivně: dokázala sice růst a rozmnožovat se, ale přitom produkovala buňky velice odlišných tvarů a velikostí, jako kdyby tedy příslušný biochemický systém nebyl stabilní. Nyní ale bylo oznámeno, že tyto problémy lze vyřešit přidáním (respektive vrácením) 7 genů. Dostali jsem se tak k „minimálnímu“ organismu se 480 geny. Přidání dalších 12 genů vytvořilo verzi JCVI-syn3A, což by měl být základ pro další výzkumy. Stále jsme pod 500 geny.
Už jen pozorování těchto bakterií pod mikroskopem je celkem náročné, mají-li tedy jít o živé buňky, protože jsou velmi citlivé, snadno se např. mechanicky trhají.
Studie, na níž spolupracovali vědci z J. Craig Venter Institute, National Institute of Standards and Technology (NIST) a Massachusetts Institute of Technology (MIT) byla publikována v časopisu Cell.
Samozřejmě nutno předpokládat, že jakýkoliv „minimální“ organismus nebude zrovna konkurenceschopný a dokáže přežívat pouze v laboratorním prostředí. Nicméně od minimální sady lze pak přejít k dalším výzkumům, např. zkoumat, co se stane přidáním dalšího genu (a tím se zase dostat k nějaké jeho „základní“ funkci). Do minimálního organismu lze vkládat další genetické moduly, které pak buňkám umožní fungovat jako velmi účinné chemické továrny (včetně výroby léků v lidském těle), detektory nebo dokonce biopočítače (přepínače).
Při výzkumu se postupuje hlavně tak, že se geny poškozují a zkoumá se životaschopnost buňky. Nicméně tím to nekončí, minimální organismus nemá jen ostatní geny poškozené, ale skutečně odstraněné. Navíc celý genom je syntetický, připravený laboratorně a pak vložený do buňky, z níž se původní genetická informace zcela odstraní.
Jsme ale stále na počátku cesty, abychom přesnému fungování jednotlivých genů plně rozuměli. Např. ze 7 nově přidaných genů pro dělení buňky podle autorů studie chápeme funkci pouze 2, dalších 5 se přidalo (respektive vrátilo) až metodou pokus-omyl.

Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.03.008
Zdroj: National Institute of Standards and Technology / Phys.org a další

Poznámky PH:
Přesněji řečeno, při vytváření minimálního organismu se nevychází z Mycoplasma genitalium, ale z příbuzné Mycoplasma mycoides.
Ještě bychom za minimální mohli pokládat genom nikoliv o nejmenším počtu genů, ale bází. U těchto bakterií asi srovnání vyjde cca nastejno.
Mimochodem pro srovnání: lidské mitochondrii zbylo 37 genů, všechno ostatní přešlo do jádra nebo zaniklo. Bakterie Escherichia coli má 4 000 genů a na objem je asi 100krát větší než „minimální organismus“.

CRISPR může fungovat reverzibilně, měnit jenom expresi genů

Metoda úpravy genomu CRISPR nemusí zasahovat přímo do samotné DNA, ale tímto způsobem lze také …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close