Kunstigt liv: Forskere rejste syntetiske bakterier

Kunstigt liv: Forskere rejste syntetiske bakterier

Syntetisk biologi: skabelse af en bakterie med kun 473 gener
For omkring seks år siden introducerede amerikanske forskere en bakterie med et fuldstændigt kunstigt syntetiseret genetisk materiale. Der var endda tale om ”kunstigt liv”. Forskerne har nu taget et andet skridt: De skabte en bakterie, der kun indeholder gener, der er absolut nødvendige for livet.

Hvor mange gener et levende væsen virkelig har brug for
Et levende væsen har brug for mindst 473 gener. I det mindste gælder dette for bakterier, som amerikanske forskere omkring Craig Venter fandt ud af. Forskerne fra ”J. Craig Venter Institute og kolleger fra "University of California - San Diego", fra "Synthetic Genomics" og fra "National Institute of Standards and Technology" rapporterer i det videnskabelige tidsskrift "Science", at disse gener styrer og kontrollerer alle vitale processer under optimale miljøforhold Lad bakterier vokse. Ifølge en rapport fra tidsskriftet "Nature" havde forskerne designet bakterier med et kunstigt oprettet minimalt genetisk materiale og lade dem vokse i laboratoriet. Genomet til bakterien med navnet "JCVI-syn3.0" er mindre end en hvilken som helst naturlig, autonomt replikerende celle, ifølge en meddelelse fra nyhedsbureauet dpa. I overensstemmelse hermed kan det undersøges bedre, hvilke gener og hvilke funktioner der er essentielle for livet.

Ifølge tyske eksperter er resultaterne "ikke så relevante"
Ifølge de nuværende skøn har en person mere end 20.000 gener, og mange dyr og planter har endnu mere. Bioteknologen Dr. Dr. Ifølge dpa forklarede Alfred Pühler fra University of Bielefeld, at undersøgelsen var godt videnskabeligt arbejde, men ikke det store hit, som mange eksperter havde forventet. "Resultatet er ikke så relevant med hensyn til bioteknologi," sagde den tyske videnskabsmand. Undersøgelsen blev omhyggeligt afledt og resultatet af stort hårdt arbejde. "Men det leverer ikke det enkle chassis til produktion af stoffer, som du håbede på," sagde Pühler.

Søg efter minimalt bakteriegenom
Et team ledet af Craig Venter havde allerede oprettet en bakterie med et kunstigt genom i 2010. Det siges, at generne af Mycoplasma mycoides-bakterien blev reproduceret ved hjælp af individuelle stykker genetisk materiale, og dette kunstige genom blev derefter indsat i en anden type bakterier (Mycoplasma capricolum). Ifølge oplysningerne fortrængte det syntetiske genetiske materiale det originale genetiske materiale og overtog kontrollen af ​​værtsbakterien. I deres undersøgelse, som nu er blevet præsenteret, reducerede forskerne genomet til denne bakterie kaldet “JCVI-syn1.0”. Formålet med undersøgelsen var at finde et bakterielt minimalt genom, der er tilstrækkeligt til at opretholde livet.

Bakterier ikke levedygtige i de første forsøg
Baseret på grundlæggende molekylærbiologisk viden og eksisterende data om genfunktioner designet forskerne dette genom i de første eksperimenter på computeren. De mislykkedes imidlertid, og de resulterende bakterier viste sig ikke at være levedygtige. De startede igen med genomet, der var blevet kopieret fra naturen. "Resultaterne overbeviste os om, at vi ikke har tilstrækkelig viden til at designe et fungerende minimalt genom baseret på grundlæggende principper," forklarede forskerne. I de følgende eksperimenter gennemførte de derfor deres arbejde mere eksperimentelt: De lukkede gradvis de enkelte gener for at finde ud af, om de var nødvendige for funktionen af ​​bakteriecellen.

Ukendte funktioner afgørende for livet
På denne måde identificerede de tre grupper: gener, der er essentielle, gener, der er unødvendige, og gener, der markant forbedrer væksten af ​​celler. Endelig forblev 473 gener, der holdt JCVI-syn3.0 i live under laboratoriebetingelser. Bakterierne blev forsynet med de nødvendige næringsstoffer i kulturen. Ifølge undersøgelsen er flere sandsynligvis nødvendige for at overleve under mindre end ideelle forhold. Forskerne kunne ikke tilskrive en biologisk funktion til i alt 149 gener. Ifølge eksperterne antyder dette, at der hidtil er ukendte funktioner, der er essentielle for livet. Selvom målet var at skabe et minimalt genom, kunne hendes tilgang også bruges til at konstruere celler med de ønskede egenskaber. F.eks. Kunne celler med yderligere metaboliske veje eller en modificeret genetisk kode bygges og således producere farmaceutiske produkter eller industrikemikalier.

Stor succes af forskerteamet
”Man må dog spørge: er dette virkelig den ideelle bakterie til syntese af bioteknologisk relevante stoffer?” Sagde Pühler, der ikke var involveret i undersøgelsen. Blandt andet reduceres fordelen ved bioteknologisk produktion ved, at de producerede mycoplasmer formerer sig alt for langsomt. Derudover kan resultatet ikke overføres til andre mikrober. ”Med andre bakterier vil jeg ende med andre basale gensæt.” Ifølge Pühler ville mykoplasmaerne have tilbudt teamet den store fordel ved at have relativt få gener af natur. "De lever som modtagere i andre celler og behøver ikke selv at fremstille mange vigtige stoffer," sagde han ifølge dpa. Ikke desto mindre var forskernes præstation stor: ”genomet var næsten halveret.” Desuden ville de 149 gener, der ikke kunne tildeles, tilbyde interessante forskningsmetoder. (Ad)

Forfatter og kilde information



Video: SCP-1795 The Star Womb. object class safe. Pattern Screamers. Extraterrestrial scp