Vědcům z Cambridgeské univerzity se podařilo vytvořit syntetický organismus s přeprogramovaným genetickým kódem, který funguje efektivněji než jakákoli přirozená forma života na Zemi. Nová bakterie představuje zásadní milník ve vývoji umělého života.
„Téměř univerzální genetický kód využívá 64 kodonů ke kódování 20 aminokyselin a syntéze bílkovin. V této studii jsme navrhli a vytvořili Escherichia coli se syntetickým genomem, v němž jsme nahradili sedm kodonů. Výsledný organismus Syn57 používá 55 kodonů ke kódování 20 kanonických aminokyselin,“ začíná studie zveřejněná v časopise Science, která popisuje novou formu umělého života, která by byla efektivnější než ta, která vznikla evolucí.
Co je to kodon?
Co to znamená? Vezměme to postupně. Zhruba poslední miliardu let používal veškerý známý život na Zemi 64 kodonů. Kodon je zjednodušeně řečeno třípísmenná sekvence, která se nachází v DNA a RNA a která poskytuje instrukce pro aminokyseliny, základní stavební prvek života.
V roce 1966 vědci rozluštili kód, který určuje, které kodony odpovídají kterým aminokyselinám, a odhalili celkem pouze 20 aminokyselin. Zajímavé je, že si uvědomili, že evoluce nevedla k dokonalé účinnosti, protože některé kodony byly zjevně nadbytečné. Vyvstala tak lákavá možnost: bylo by možné některé nadbytečné kódy vyřadit a vytvořit tak od základu účinnější organismus?
V roce 2010 tým 24 vědců podrobně popsal kroky, které byly podniknuty k vytvoření první syntetické bakteriální buňky na světě. V roce 2019 se pak odborníkům na genetiku podařilo tuto přirozenou redundanci odstranit a přepracovat vlákno bakterie E. coli na 61 kodonů, čímž dokázali, že život může fungovat i s méně než osvědčenými 64 kodony. Tento výkon byl tehdy vyhlášen jako „dosud nejambicióznější pokus o plně syntetickou formu života“.
Přestože se jedná o průlom, který trval desítky let, umělá buňka je stále jen věrnou rekonstrukcí staré verze se 64 kodony. Tak jsme se dostali k týmu vedenému Wesleym E. Robertsonem z Laboratoře molekulární biologie Cambridgeské univerzity, který tvrdí, že sestrojil bakterii, jejíž genetický kód je účinnější než u jakékoli jiné formy života na Zemi.
A nyní zašli ještě dál. Aby vytvořil Syn57, pustil se Robertsonův tým do náročného procesu změny více než 101 000 řádků genetického kódu, nejprve teoreticky a poté prakticky.
Zdroj: Youtube.com
Na rozdíl od syntetických bakterií z roku 2010 umožňují pokroky v syntéze DNA genetickým výzkumníkům vytvářet genomy od nuly a od začátku se vyhnout některým nadbytečným kodonům.
„Můžeme začít zkoumat, co život toleruje,“ říká v rozhovoru harvardský syntetický biolog Akos Nyerges, který se na studii nepodílel, ale byl součástí týmů z roku 2010. Konečně můžeme tyto alternativní genetické kódy testovat. Určitě jsme měli chvíle, kdy jsme si říkali: „Bude to slepá ulička, nebo můžeme jít až do konce? Výsledek jejich náročného experimentování? Život stále funguje,“ uzavírá studii.
Význam pro další odvětví
Tento průlom má význam nejen pro syntetickou biologii, ale mohl by způsobit revoluci i v oborech, jako je medicína a biotechnologie. Vytvořením organismů s účinnějšími genetickými kódy bychom mohli vyvinout bakterie, které budou účinněji vyrábět léky nebo které budou schopny rychleji odbourávat škodliviny z životního prostředí. Kromě toho by tato technologie mohla umožnit vytvoření nových forem života, které by vykonávaly specifické funkce, jež přirozené formy života nemohou vykonávat.
Techzpravy.cz
Epeníze|
Plné zdraví|
SportDeník|
Techsvět|
FAJNTIP.cz|
Sport - Aktuálně.cz|
Žena.cz|