21.08.2009

Впервые проведена двойная трансплантация генома между надцарствами

Генетики сделали ещё один шаг на пути к синтетической жизни. Они сумели извлечь геном из одной бактерии, перенести его в дрожжевые клетки, там произвольно модифицировать и затем передать получившийся код другим бактериям. О достижении сообщила группа учёных из института Крейга Вентера (J. Craig Venter Institute — JCVI).

Напомним, Крейг Вентер (Craig Venter) является одной из самых ярких фигур в области синтетической биологии, конечная цель которой — создание искусственных форм жизни. Этот учёный и его коллеги из JCVI не раз "делали заголовки" с интересными работами в данном направлении.

Это они провели первую трансплантацию всего генома между видами, нашли полный геном одного биологического вида в геноме другого организма и синтезировали крупнейшую рукотворную ДНК.

После создания синтетического генома следующим ходом должна явиться трансплантация его в клетку и установление полного контроля над ней. Но на пути к этой заветной цели существует ряд преград. Одна из них — защитная система клетки, затрудняющая для исследователей встраивание нового кода в старый (в природе эта система защищает клетки от вирусов).

В качестве такой иммунной системы бактерий работают ферменты рестрикции (рестриктазы). Учёным необходимо было научиться блокировать их действие. Для этого специалисты JCVI придумали многоходовую комбинацию с переносом изменяемого генома в промежуточный организм-носитель (дрожжи).

Они взяли геном бактерии Mycoplasma mycoides, трансплантировали его в дрожжевые клетки, а затем провели ряд изменений. Далее, чтобы защитить модифицированный код от атаки рестриктаз, биологи добавили к ключевым участкам нового кода метильные группы. Такой защищённый код они затем перенесли в другие клетки (Mycoplama capricolum) и получили из них модифицированный штамм Mycoplasma mycoides. Преображённые клетки приняли сконструированный геном и прекрасно провели несколько раундов деления.

"Мы были очень обеспокоены тем, что различия между бактериальной и дрожжевой ДНК могут стать непреодолимым барьером, предотвращающим пересадку в бактерии генома, прошедшего через дрожжи, — заявил один из участников опыта Санджай Ваши (Sanjay Vashee). — Теперь мы знаем, как сделать это".

Итак, впервые в мире была проведена трансплантация генома между разными ветвями жизни — от прокариотов к эукариотам и обратно к прокариотам!

Учёные пояснили, что "многоходовка" с двойной пересадкой кода позволяет получить изменённые клетки при помощи генетических инструментов, которые в данных клетках не работают.

Ваши также заявил: "Доктор Вентер и его команда продолжают сотрудничать с политиками и общественностью в области биоэтики, чтобы добиться лучшего понимания целей и социальных последствий развития синтетической геномики". Ведь отдалённая цель этих экспериментов — самая благородная: конструирование клеток, с высокой эффективностью выполняющих заданную работу, будь то переваривание отходов и превращение их в "зелёное" топливо или дешёвый синтез эффективных лекарственных препаратов.

Детали новой работы изложены в статье в Science и в пресс-релизе института.

Источники:

1. MEMBRANA