Izvedena najveća izmena gena
Američki stručnjaci za sintetičku biologiju objavili su da su izveli dosad najopsežniju izmenu gena nekog organizma, što je važan korak prema stvaranju veštačkog života koji bi se u budućnosti mogao koristiti za razne svrhe, naročito za istraživanja i za proizvodnju važnih hemikalija, lekova i drugih supstanci koje se ne mogu jednostavno industrijski sintetizovati, ali i za stvaranje stoke i organa za transplantaciju otpornih na viruse.
Prema radu objavljenom u časopisu Science, tim naučnika prenamenio je 3,8 odsto baznih parova bakterije ešerihije koli (Escherichia coli). Drugim rečima, naučnici su uspeli da zamene sedan od ukupno 64 genska kodona – sekvence koje kodiraju, odnosno programiraju sled spajanja aminokiselina u proteinima – s drugima koji kodiraju za iste aminokiseline.
Na taj način došli su na korak do hakovanja same mašinerije života. Za sada još nisu sastavili i ubacili novi genom u bakteriju, međutim, procenjuju da bi im to trebalo poći za rukom u narednih nekoliko meseci ili najduže kroz koju godinu dana. Ešerihija koli s izmenjenim genomom trebalo bi u budućnosti da postane nova „radna snaga“ u laboratorijskim istraživanjima i u novoj biotehnološkoj industriji.
Još donedavno činilo se da je praktično nemoguće napraviti čak 62.000 izmena na genomu, koliko je ukupno učinjeno u novom istraživanju. Kada američki tim dovrši ceo posao, biće to najveći i najsloženiji poduhvat ikada napravljen u genetičkom inženjeringu.
Kako je izmenjen kod života?
U istraživanju, koje se sprovodi u laboratoriji jednog od pionira sintetičke biologije Džordža Čerča na Univerzitetu Harvard, iskorišćena je činjenica da DNK s nekoliko različitih kodona kodira istu aminokiselinu. Ćelije, kada stvaraju proteine nužne za život, čitaju zapise u DNK koji su sastavljeni od četiri baze predstavljene sa četiri slova – adenin (A), guanin (G), citozin (C) i timin (T). Ove azotne baze prepisuju se s DNK na informacionu RNK u trojkama (tripletima) koji se nazivaju kodonima i predstavljaju osnovnu jedinicu genskog koda. Genski kod čita se na ribozomima, organelama u ćelijama, koji informacije pretvaraju u belančevine. Čerč i njegove kolege iskoristili su tzv. redundancije u genetičkom kodu. To znači da su na primer kodon CCC zamenili sa CCG u svakom genu, a da time nisu na šteti ćelijama jer i jedan i drugi mogu da kodiraju iste aminokiseline. U sledećem koraku su gen koji kodira CCC mogli u potpunosti da uklone čime su značajno skratili kod života. Uklonjeni delovi mogu se potom veštački sastavljati na drugačiji način tako da kodiraju stvaranje nekih korisnih supstanci i konačno se mogu usađivati nazad u DNK. Tako nastali organizam može obavljati neke funkcije koje bi im naučnici sami namenili. Istovremeno u genomima bi se mogli promenti oni delovi kojima se u svojoj replikaciji koriste virusi koji napadaju ćelije. Na taj način oni bi postali nečitljivi i neupotrebljivi za viruse pa bi organizam postao otporan na njih. Naime, poznato je da se virusi ne mogu razmnožavati, odnosno da ne mogu stvarati sopstvene proteine ako ne uzurpiraju i ne koriste delove DNK svog domaćina.
U drugoj fazi svog istraživanja Čerč i njegove kolege mašinski su sintetizovali duge delove izmenjenog genoma. Nakon toga su te delove ubacivali u ešerihiju koli jedan po jedan, pazeći pritom da nijedna od napravljenih promena ne ugrozi život bakterije. Do sada su testirali 63 odsto izmenjenih gena, a rezultati su pokazali da 91% promena nije uzrokovao probleme.
Nova era, ali i nova opasnost
Čerč najavljuje da u završnici namerava da stvori domaće životinje i matične ćelije koje će biti otporne na sve viruse. Takve ćelije mogle bi se koristiti za stvaranje vakcina, ali i za proizvodnju otpornih organa za transplantacije.
Američki naučnik kaže da je teško stvoriti ljude koji će biti potpuno otporni na sve viruse. Međutim smatra da bi se mogli stvarati barem rezistentni organi i tkiva. Ako mu to zaista pođe za rukom, biće to početak novog doba u medicini.
Nova studija, prema samim autorima, predstavlja veliki korak prema novoj eri bioinženjeringa, ali ona istovremeno otvara ozbiljna sigurnosna pitanja.
Naime, naučnici moraju da nađu rešenja kojima će sprečiti da bakterije otporne na viruse pobegnu u okolinu i u tamo uzrokuju havariju – na primer da počnu da razmenjuju svoje otporne gene s drugim bakterijama.
Tim zapravo ima načelno rešenje – veštačke bakterije mogu se dizajnirati tako da se mogu hraniti isključivo veštačkim stvarima kakvih nema u prirodi, kakve će se proizvoditi isključivo u laboratorijima. To je nešto nalik na ideju predstavljenu u SF-u Park iz doba jure u kojem su dinosaurusi zavisili od hrane koju su mogli da dobiju isključivo od ljudi.
(index/b92)
