|
Какие гены нужны для существования жизни
|
|
|
|
Спустя пять лет после создания первой самовоспроизводящейся синтетической бактериальной клетки, биотехнолог и предприниматель Крейг Вентер вместе со своими коллегами выяснил, что живое существо может жить полноценной жизнью и при этом воспроизводиться, имея в наличии лишь 473 гена. Этот миниатюрный биологический код – наименьший набор генов, встречающийся у каждого существа в природе.
|
|
|
|
"Если изъять хотя бы один из этих генов, клетка погибает, – комментирует Вентер. – Мы ожидали, что для жизни пригодны всего 5-10% генов, встречающихся у всех живых существ".
|
 |
|
Учёные научного института Вентера Synthetic Genomics Inc. использовали в качестве модели свой первый синтезированный элемент. Клеточная модель, известная как JCVI-syn1.0, обладала набором из 901 гена. То есть почти идентичным существующему в природе геному бактерии вида Mycoplasma mycoides, однако тот микроорганизм имеет короткий генетический код, потому что живёт внутри клетки-хозяина.
|
|
|
|
"Эти геномы малы не потому, что они примитивны, а потому что развились из клетки, имевшей некогда тысячи генов. Гены были потеряны в результате долгого эволюционного пути, так как организм в них не нуждался", – комментирует биохимик и микробиолог Клайд Хатчинсон (Clyde Hutchison), ведущий автор новой научной работы.
|
|
|
|
Учёные сначала разработали гипотетический геном, который, по их мнению, кодирует саму жизнь. Они организовали генетический код посегментно, чтобы проверить, какой из сегментов действительно необходим жизни, а какой нет. Задача состояла не в том, чтобы максимально уменьшить количество генов, а в том, чтобы понять, каково минимальное необходимое их количество.
|
|
|
|
Команда также хотела создать клетку, которая будет способна к оптимальному делению, поэтому в минимальный код было введено ещё нескольких генов. В результате пяти лет работы учёные создали бактерию с самым малым числом необходимых генов. Она получила название JCVI-syn3.0, а генов в ней осталось всего 473. При этом, как оказалось, 149 генов несут неизвестную функцию.
|
|
|
|
То есть около трети этих генов, необходимых для жизни, кодируют биологические функции, о которых учёные совершенно ничего не знают.
|
|
|
|
Также оказалось, что некоторые гены, первоначально классифицированные как ненужные, на самом деле ответственны за поддержание функций какого-то другого гена, при этом один ген из пары можно отключить, но оба – нет. Сам Вентер сравнивает это явление с двигателями самолёта – один из них можно отключить, и тогда самолёт долетит до места назначения, но нельзя отключить оба.
|
|
|
|
Команда Вентера также обнаружила, что окружающая среда играет крайне важную роль для создания оптимального кода для жизни. Например, клетки, получающие питательные вещества из фруктозы и глюкозы, непременно должны обладать генами, метаболизирующими оба типа сахаров.
|
|
|
|
Удаление генов, ответственных за переработку питательных веществ извне, привело к созданию организма, не способного функционировать.
|
|
|
|
"Мы поняли, что жизнь больше похожа на концерт симфонического концерта, чем на сольную партию", – провёл ещё одну аналогию Вентер.
|
|
|
|
Исследователи полагают, что разрабатываемые в лаборатории синтетические клетки могут быть использованы не только для изучения необходимых для роста и деления генов, но и могут найти применение в самом широком спектре областей, от медицины до промышленности, в том числе биохимии, биотопливе, питании и сельском хозяйстве.
|
|
|
|
По мнению Вентера, в дальнейшем можно будет проектировать и синтезировать организмы по желанию, добавляя каждому конкретные функции. Создание искусственных геномов может в будущем конкурировать с технологией генетического редактирования, уверен учёный.
|
|
|
|
http://www.vesti.ru/doc.html?id=2735481
|
