Вашингтон: американские ученые создали в лаборатории самый маленький жизнеспособный геном из существующих в природе, у которого достаточно необходимых генов для организма чтобы функционировать и размножаться без помощи. Это важнейший шаг на пути к разгадке тайны о том, как создается жизнь.
Синтетический геном этой бактерии, получившей название JCVI-syn3.0, только несет 473 генов, по сравнению с примерно 20 000 у человека.
Но ведущие исследователи Крейг Вентер (Craig Venter) — первый в последовательности человеческого генома, и Клайд Хатчинсон (Clyde Hutchinson) и их коллеги пока не определили функции 149 генов, что составляет примерно треть от общего числа.
«Исследовательская» первостепенная задача опробовать роль этих генов, которые обещают привнести новые идеи в фундамент общей биологии жизни,» сказал Крис Войт (Chris Voigt), синтетический биолог Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology), не принимавший участие в исследовании.
Но несколько потенциально гомологичных генов были обнаружены в других организмах, предположительно, они кодируют белки с универсальными функциями, которые пока еще остаются не выявленными.
Ученые использовали дизайн-сборка-тест процесс для выявления квази-существенные гены, которые необходимы для устойчивого роста, но не для жизни. Исследование было опубликовано в четверг в журнале Science.
Проведя ряд экспериментов, они получили синтетический, уменьшенный геном, который был настолько мал, на сколько это возможно, так как ни один ген больше не мог быть нарушен.
«Единственный способ ответить на элементарные вопросы о жизни это получить самый маленький геном,» пояснил Вентер (Venter) в телеконференции.
«Наверное, единственный способ сделать это, синтезировать геном.»
Это стремление и привело ученых обратиться к Микоплазме, бактерии с мельчайшими известными геномами клетки, которые реплицируются автономно.
«Если вы ничего не знаете о самолетах и вы смотрите на (Боинг) 777 и вы просто пытаетесь выяснить функции частей, удаляя их, и если вы снимите двигатель с правого крыла, то самолет всё ещё сможет лететь и приземлиться,» объяснил Вентер.
«Так что, можно сказать, что это не незаменимая составляющая и вы не получите существенного результата, пока не удалите её.
«И вот что происходило в биологии снова и снова, где мы бы имели то, что казалось несущественным компонентом, пока мы не убрали его аналог.»
В одной существенной работе, исследователи узнали, что некоторые гены изначально классифицируется как «несущественные» по сути выполняют ту же основную функцию в качестве второго гена, то есть один из пары генов должен оставаться в минимальном геноме.
У минимального генома нет генов, которые смогут модифицировать или ограничить ДНК и это также даёт недостаток большинству генов, кодирующих липопротеины.
Тем не менее, геном содержит почти все гены, участвующие в чтении и преподнесении генетической информации в геном, а также в сохранении генетической информации между поколениями.
«Это важный шаг к созданию живой клетки, где геном полностью определен», — сказал Войт.
