Komórka ze sztucznym genomem

Odkrycie może przełożyć się też na konkretne zastosowania, np. stworzenie bakterii do produkcji biopaliw, leków czy oczyszczania ścieków.

Autorami innowacyjnego rozwiązania są naukowcy z J. Craig Venter Institute, kierowani przez Craiga Ventera i Daniela Gibsona. Wyniki ich badań opublikował najnowszy numer pisma "Science".

Ten sam zespół już dwa lata temu zsyntetyzował pierwszy na świecie sztuczny genom, złożony z "klocków" w postaci genów bakterii z rodzaju Mycoplasma. Naukowcom udało się także bez problemu przeszczepiać DNA z jednej komórki bakteryjnej do drugiej.

Teraz postanowili połączyć obie metody. Stworzony przez siebie sztuczny zestaw genów wszczepili do istniejącej bakterii. Powstała tzw. sztuczna komórka, choć - jak podkreślają jej twórcy - w rzeczywistości tylko jej genom jest syntetyczny. Stanowi on dokładną kopię prawdziwego genomu, do którego dodano jedynie kilka sekwencji DNA, pełniących rolę znaczników, pozwalających odróżnić "sztuczną" komórkę od prawdziwej.

"Jest to pierwsza na świecie sztuczna komórka. Możemy tak o niej mówić, gdyż złożona jest z całkowicie syntetycznych chromosomów, w oparciu o informacje cyfrowe, zestawy chemicznych substancji oraz syntezatorów" - mówi Craig Venter. "To potężne narzędzie do skłonienia biologii, aby robiła to, co chcemy" - dodaje.

Prace rozpoczęto od zsyntetyzowania genomu bakterii Mycoplasma mycoides, który następnie przeszczepiono do komórki innego szczepu - Mycoplasma capricolum. Bakteria z nowym genomem "wystartowała". Mimo usunięcia lub wyciszenia 14 genów (w stosunku do oryginału), oraz dodania znacznikowych sekwencji DNA, nowe bakterie wyglądały identycznie jak prawdziwe Mycoplasma mycoides i produkowały charakterystyczne wyłącznie dla nich białka.

"To milowy krok - uważa Venter. - Zarówno z naukowego, jak i filozoficznego punktu widzenia. To całkowicie zmieniło moje poglądy dotyczące definicji życia i tego, na jakich zasadach ono działa".

Naukowcy mają już wiele pomysłów na wykorzystanie swojej metody w praktyce. W przyszłości chcą zaprojektować sztuczne genomy, które nadawały bakteriom zdolność do wykonywania różnych konkretnych zadań, związanych np. z ochroną środowiska, energetyką czy przemysłem.

Myślą m.in. o wyprodukowaniu glonów zdolnych do wychwytywania dwutlenku węgla i węglowodorów, które mogłyby znaleźć zastosowanie w rafineriach oraz bakterii wytwarzających szczepionki, paliwa, składniki leków i dodatki do żywności.

"Jeśli opisane tutaj metody da się uogólnić, projektowanie, synteza i przenoszenie chromosomów nie będzie już barierą dla postępu w biologii syntetycznej" - piszą badacze z J. Craig Venter Institute.

Sam Craig Venter podkreśla jednak, że zdaje sobie sprawę z etycznych wątpliwości, które na pewno pojawią się w związku z dokonaniem jego zespołu. Dlatego już pod koniec lat 90-tych wystąpił do komisji bioetycznej o rozpatrzenie tego problemu. "To chyba pierwszy taki przypadek, kiedy ocena bioetyczna eksperymentu została wykonana jeszcze przed jego rozpoczęciem" - podkreśla. - Chcemy mieć pewność, że nauka nie będzie naruszała zasad etyki i weźmie pod uwagę wszelkie przyszłe konsekwencje".