Американські вчені вперше відтворили «в пробірці» повний геном бактерії Mycoplasma mycoides і впровадили його в оболонку іншої бактерії Mycoplasma capricolum, отримавши при цьому повноцінну живу клітку, здатну до розмноження.
Повідомлення про це з'явилося 20 травня на сайті журналу «Science». Вчені давно навчилися розшифровувати структуру ДНК, синтезувати її ділянки, вбудовувати природний генетичний матеріал в оболонку живої клітини. Але ось синтезувати повний геном живого організму «в пробірці» не вдавалося нікому. Правда, вісім років тому молекулярні біологи синтезували геном вірусу і вбудували його в білкову оболонку. І ось, нарешті, отримано справжній живий «синтетичний» організм. Організм виявився не тільки життєздатним, але і став розмножуватися.
Успіху домоглася міжнародна команда вчених (24 людини) з двох Інститутів під керівництвом Крейга Вентера - в Роквіллі (штат Меріленд) і в Сан Дієго (штат Каліфорнія). Проект, над яким працювали 15 років коштував величезних зусиль і обійшовся в 40 мільйонів доларів. Вентер 10 років тому був одним з авторів розшифровки геному людини. «Це перша в історії синтетична клітина, і синтетичною ми її називаємо тому, що вона містить повністю штучну хромосому, синтезовану з хімічних компонентів у спеціальному пристрої за комп'ютерною програмою», - повідомив Вентер журналістам
.
Експеримент зі створення штучного життя полягав у наступному: вчені синтезували геном однієї бактерії і впровадили його в клітку бактерії іншого виду, з якої попередньо видалили власний геном. Отриманий організм з оболонкою бактерії-рецепієнта виявився ідентичним бактерії-донору - Mycoplasma capricolum.
В якості донора була обрана бактерія-паразит Mycoplasma mycoides, в тому числі через те, що у неї дуже маленький геном - близько мільйона нуклеотидів (для порівняння: в геномі людини їх 3 мільярди). Впровадити ДНК в бактерію не так вже й складно, оскільки бактерії не мають ядра, і генетичний матеріал розподілений в цитоплазмі. Реципієнтом виступала родинна бактерія Mycoplasma capricolum. Але і такий «короткий» геном отримати непросто, тому ДНК синтезували по частинах, які потім з'єднали разом. Сучасні технології не дозволяють з'єднати частини ДНК хімічним шляхом, тому молекулярний конструктор збирали в клітинах кишкової палички - E.coli, а потім у клітинах дріжджів. І тільки після цього синтетичну ДНК ввели в очищену від власного геному клітку Mycoplasma capricolum. За словами керівника роботи, створення бактерії йшло нелегко: коли в геномі опинився лише один неправильний нуклеотид, клітина не ожила.
Отримані гібриди виглядали, росли і розмножувалися так само, як Mycoplasma mycoides. Ще однією важливою ознакою того, що це саме Mycoplasma mycoides було те, що «синтетична» бактерія синтезувала білки, властиві саме цьому виду. Але вижити така бактерія може тільки в лабораторії в спеціальному середовищі, в природних умовах вона виявилася нежиттєздатною.
Тепер стало можливим створювати «синтетичні» бактерії з геномом, сконструйованим спеціально для вирішення конкретних завдань у галузі енергетики, екології, медицини - виробництва нових видів палива, вакцин, білкових препаратів, переробки відходів. Відразу після публікації в «Science» в ЗМІ з'явилися повідомлення про те, що молекулярні біологи прагнуть взяти на себе роль творця, створити штучне життя, яке ніколи б не виникло в природних умовах. Що ж страхи цілком зрозумілі і досить звичайні в ситуації, коли прийде епохальне наукове відкриття. А те, що успіх команди Вентера відкриває нову епоху в науках про життя, сумніватися не доводиться. Ці дослідження допоможуть вченим розібратися в природі життя і відповісти на питання, які гени необхідні для того, щоб істота жила і розмножувалася.
На знімку: Електронна мікрофотографія «синтетичних» бактерій. Блакитна зона - синтетичний геном, внизу саморозмножувана колонія бактерій Mycoplasma mycoides.
У дописі використані матеріали з сайту: http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/328/5981/958