Átprogramozott élet

Laboratóriumban szintetizált génállományú baktériumot hoztak létre brit kutatók — szakértők új életforma születéséről, a szintetikus bio­lógia újabb mérföldkövéről beszélnek. A példátlan eredmény eléréséhez egy olyan baktériumot használtak, amelyet az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában fejlesztettek ki.

Forrás: Nano Creative/Science Source

Az elmúlt napok legnagyobb tudományos szenzációját jelentették be a brit Molekuláris Biológiai Orvosi Kutatási Tanács laboratóriumának kutatói: szintetikus módszerrel előállították az Escherichia coli – a talajban és a bélrendszerünkben egyaránt tenyésző – baktérium teljes DNS-ét, ezzel minden korábbinál nagyobb és sokkal összetettebb szintetikus génállományt (genomot) alkottak.

A baktériumok élnek, olyan fehérjéket állítanak elő, amelyek mesterséges genetikai kóddal rendelkeznek. A tudományos eredmény következményei beláthatatlanok. Olyan élőlényeket hozhatunk létre, amelyek az ember számára fontos vegyületet, új gyógyszerek alapanyagait termelhetik. Ezek a szintetikus baktériumok arra is választ adhatnak, hogy miként keletkezett a genetikai kód az élet korai szakaszában. „Ez mérföldkő” – idézte Tom Ellist, az Imperial College London Szintetikus Biológiai Központjának igazgatóját a The New York Times.

Szintetikus genom beépítéséről először kilenc évvel ezelőtt hallott a nagyvilág. A mikoplazma baktérium (Mycoplasma mycoides) néven ismert baktérium teljes, szintetikusan létrehozott örökítőállományát már 2008-ban sikerült létrehoznia a kutatást vezető Craig Venter csapatának, de működő, élő baktériumokba 2010-ig nem tudták beültetni. (Venter korábbi cége, a Celera Genomics hozta elsőként nyilvánosságra a teljes emberi genetikai állomány bázissorrendjét, a humán genom program kutatóival közösen.) A mikoplazma baktérium genetikai állományát 1,2 millió nukleotid-bázispár építi fel és 1016 gént tartalmaz. (Ami nem sok, hiszen az ember genomja hárommilliárd bázispár hosszú, és körülbelül 20-25 ezer génünk van.)

Fotó: Nano Creative/Science Source

Az újonnan mesterségesen előállított és beépített Escherichia coli genom – az eredmény a Nature folyóiratban jelent meg – négymillió bázispárból áll, és teljesen új módszerekkel gyártották le. A Jason Chin vezette csapat a négymillió bázispárból álló DNS-t laborató­riumban szintetizálta, de a mesterséges génkészlet élő baktériumokba való átültetése – lényegében az evolúció által előállított géneknek a szintetikus génekkel való helyettesítése – ijesztő kihívás volt. A mesterséges genom ugyanis túl hosszú és túlságosan bonyolult volt ahhoz, hogy egy lépésben a sejtbe ültethessék. Ehelyett a kutatók kisebb szakaszokat építettek be, közben eltávolították az eredetit. Mire elkészültek, egyetlen természetes génszakasz sem maradt, csak művi. A mesterséges génekkel „felszerelt” baktériumok nem pusztultak el. Lassabban nőnek, mint az igaziak, illetve hosszabb, rúd alakú formát vettek fel, de élnek.

A géncserebere nem új keletű. Sok vállalat olyan genetikailag (részben) módosított mikrobákat használ, amelyekkel az ember számára hasznos vegyületek állíthatók elő. „Úgy programozhatunk át sejteket, hogy azok génjei más fajokba kerülve ne működjenek. Ez genetikai tűzfalat teremt” – mondta Finn Stirling, a bostoni Harvard Orvosi Iskola szintetikusbiológusa. Az Escherichia coli génkészletének szintetizálásával a tudomány új szintre lépett. Nem nehéz elképzelni, hogy ha az eljárás olcsóbb lesz, ezt a módszert az élesztőgombákra vagy más fajokra is alkalmazhatják a kutatók. „Elméletileg bármit átkódolhatunk” – mondta Stirling.