Ученые впервые целиком переписали геном живого организма
Ученые из Йеля и Гарварда перекодировали весь геном бактерии и усилили ее сопротивляемость вирусам. Это впечатляющее доказательство новых возможностей науки – переписывать генетический код организма. Теперь ученые смогут «перевооружать» природу и создавать мощные новые формы белков, призванных выполнять тысячи различных задач – от борьбы с заболеваниями до усиления полезных свойств материалов.
Представленное сегодня на страницах журнала Science исследование – плод многолетних трудов Фаррена Айзекса (Farren Isaacs) из Йельского университета и Джорджа Чёрча (George Church) из Гарвардского медицинского института, работающих в новой научной дисциплине – синтетической биологии.
Белки, зашифрованные в «технической инструкции» ДНК и собирающиеся из аминокислот, выполняют много важных функций в клетках живых организмов. Аминокислоты кодируются 64 триплетными комбинациями четырех нуклеиновых кислот, составляющих основу ДНК. Эти триплеты (наборы из трех нуклеотидов) называются кодонами – из них и составлен генетический алфавит жизни.
Американские ученые попытались улучшить творение природы, заменив некоторые кодоны на новые «буквы» - для создания новых, не встречавшихся в живых организмах аминокислот.
Они взяли кишечную палочку (E. coli), и изменили один из кодонов, убрав его естественный «стоп-сигнал», который останавливает выработку белка. Новый геном позволил бактериям сопротивляться вирусной инфекции, ограничив выработку природных белков, с помощью которых вирусы вторгаются в клетки. После этого стоп-кодон был «перепрограммирован» на другой, кодирующий новые аминокислоты – и вставлен в геном, в манере «plug-and-play».
Сейчас ученые строят из перекодированных бактерий «живую фабрику», способную производить «экзотические» белки и полимеры. Эти новые молекулы могут стать основой нового поколения материалов, наноструктур, лекарств и средств доставки лекарств по организму.
«Генетический код – универсален, и поэтому ничего не мешает перекодировать геномы других организмов», - заявил Айзекс.
По материалам пресс-релиза Йельского университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru