Ученые объявили об эпохальном прорыве в науке – создании искусственного генома, способного контролировать живую клетку, в том числе ее деление. Авторы исследования говорят, что это достижение прокладывает путь к специальным образом сконструированным бактериям, которые могут помочь в решении целого ряда проблем экологии, энергетики и здравоохранения.
Используя лабораторные химикаты, ученые создали, по их словам, первую в мире «синтетическую клетку».
Ошеломляющие результаты были получены группой исследователей под руководством генетика Крейга Вентера из института в Мэриленде, носящего его имя.
«Мы собрались сегодня здесь, – объявил Вентер, – чтобы сообщить о создании первой синтетической клетки. Она началась с цифрового кода, заданного компьютером; ее хромосома была создана из четырех бутылочек с химическими веществами и собрана в дрожжевой клетке, перенесена в клетку бактерии-реципиента, которая таким образом превратилась в клетку нового вида бактерий».
По словам Вентера, ученые, исследующие генетические основания жизни, пришли к идее получения бактериальной хромосомы 15 лет назад.
Ученые соединили генетический материал бактерии Mycoplasma mycoides, вставив короткие молекулярные цепочки в дрожжевые клетки, которые, используя особые репаративные ферменты, сшили кусочки ДНК в одну длинную молекулу, содержащую генетический материал.
Потребовалось три таких вставки, чтобы собрать геном Mycoplasma mycoides, который ученые затем перенесли в другую бактерию под названием Mycoplasma capricolum. По словам ученых, пересаженная ДНК начала функционировать как обычный геном внутри исходной бактерии, управляя производством протеинов M. mycoides и придавая новые свойства бактерии-хозяину.
Чтобы отличить полученный синтетический геном от природного, по словам Крейга Вентера, ученые вставили в новый генетический код «водяные знаки» – три известных цитаты, а также буквы, составляющие имена всех 46 участников проекта. «Мы также вставили туда адрес веб-сайта, так что если кто-то расшифрует этот код внутри кода внутри кода, то он может отправить сообщение на этот адрес, – сказал Вентер. – Так что, полученная нами клетка очень четко отличается от других видов».
Теперь, когда показано, что можно контролировать клетку с помощью синтетического генома, ученые говорят, что они постараются использовать эту технологию для решения сложных экологических и энергетических задач. Например, говорит Вентер, его институт вступил в партнерство с нефтяной компанией ExxonMobil для разработки новых штаммов водорослей, способных захватывать углекислый газ из атмосферы или океана и превращать его в углеводороды, которые будут использоваться на нефтеперегонных заводах для получения карбон-нейтрального бензина и дизельного топлива.
В области медицины, говорит Вентер, новая технология может позволить ученым создавать вакцины в течение нескольких дней, а не месяцев: «Мы думаем, это даст возможность создавать такие вакцины, которые невозможны сегодня, например, от вирусов, которые очень изменчивы, такие как риновирусы. Разве это не здорово – получить лекарство, которое заблокирует развитие обычной простуды? Или, что еще более важно, вирус ВИЧ, который мутирует так быстро, что вакцины, разрабатываемые сегодня, не поспевают за его изменениями».
В комментариях к публикации в журнале Nature ученые из разных областей и институтов высоко оценили работу по созданию синтетического генома как очень важное, историческое достижение в биологии. Однако многие отметили, что этот результат не означает создание новой жизни, потому что синтетически модифицированная клетка была главным образом создана из природного генетического материала.
Работа Крейга Вентера и его коллег о создании первого синтетического генома опубликована в журнале Science.
