Najprostejšia baktéria má byť základom nových organizmov

Človek sa môže považovať za vrchol tvorstva, ale rozhodne nie je organizmom s najväčšou DNA. Toto prvenstvo patrí vzácnej rastline Paris japonica, ktorej genóm je až 50-násobne väčší ako ľudský. Na opačnom konci tohto rebríčka sa teraz ocitla umelo vytvorená baktéria Syn 3.0, ktorá nemá ani 500 génov.

31.03.2016 14:00
bunka, veda, mikrób Foto:
V laboratóriu vytvorený mikrób Syn 3.0 má najmenší počet génov potrebných na život. Snímka je po 15-tisícnásobnom zväčšení.
debata (3)

Vedci veria, že tento najjednoduchší organizmus pomôže poodhaliť absolútne základy života a stane sa platformou pre vývoj nových liekov, chemikálií a mnohých ďalších produktov.

„Našou dlhodobou víziou je získať možnosť navrhnúť a postaviť syntetické organizmy podľa konkrétnych požiadaviek,“ povedal Daniel Gibson zo spoločnosti J. Craig Venter Institute. V princípe im ide o schopnosť vytvárať organizmy podľa potreby, keď sa k základnej baktérii Syn 3.0 pridávajú rôzne funkcie. „Myslíme si, že tieto bunky budú veľmi užitočnou platformou pre rôzne priemyselné odvetvia od vývoja liekov, biochemikálií, biopalív až po čistenie životného prostredia či poľnohospodárstvo,“ povedal počas telekonferencie k publikácii vytvorenia najmenšieho organizmu v žurnále Science.

Rovnaký tím bol aj prvým, ktorý ešte v roku 2010 dokázal vytvoriť prvý polosyntetický organizmus. V rámci toho projektu vedci z J. Craig Venter Institute v laboratóriu vyvinuli „genetický softvér“ jednoduchého mikróba Mycoplasma mycoides, ktorý žije v dobytku a iných bylinožravcoch. „Toto je prvá syntetická, človekom stvorená bunka. Hovoríme jej syntetická, pretože má syntetický genóm, ktorý sme zložili zo štyroch chemikálií na chemickom syntetizátore, ktorému informácie zadával počítač,“ uviedol vtedy Craig Venter. „Získali sme veľmi silný nástroj na vytvorenie toho, čo od prírody chceme a v hlave už máme veľa nápadov, ako to využiť.“ Mnoho kritikov mu vyčíta, že svojím výskumom sa hrá na boha a vyjadrili obavy zo zneužitia tejto technológie.

Syntetické baktérie sú tvorené tak, že z jednej sa vyberie celý genóm a vloží sa do nej balík DNA navrhnutý v laboratóriu. Takéto baktérie sú pritom životaschopné a vedia sa množiť. Prvým bol mikrób Syn 1.0 a nový s označením Syn 3.0 má DNA okresanú na úplné minimum. Je teda akýmsi základným dielcom stavebnice, z ktorej sa dá postaviť umelý organizmus s požadovanými vlastnosťami. Má len 473 génov, čo je asi polovica v prírode sa vyskytujúcej baktérie Mycoplasma mycoides. Zároveň je to o 50 génov menej, ako má najjednoduchší známy organizmus Mycoplasma genitalium.

Venter s kolegami sa o vytvorenie minimálneho genómu pokúšajú už 20 rokov. Spočiatku predpokladali, že sa dostanú až na 300 génov. Ukázalo sa však, že potrebné sú aj „kvázi základné“ gény. Nie sú nevyhnutné pre život, ale baktérii umožňujú rýchlo rásť. Takisto sú potrebné gény, ktoré sú akousi zálohou, keby sa niečo pokazilo a baktérii umožňujú prežiť. Možno sa dajú opísať ako záložné batérie alebo náhradné dielce.

Vedci však upozornili, že ešte nie sú na konci cesty. Zo 473 génov o 149 zatiaľ nevedia, na čo slúžia – aké funkcie plnia. Túto medzeru v znalostiach chcú vyplniť ďalším výskumom. Takisto je už teraz jasné, že minimálny počet génov sa vzťahuje len na túto jednu konkrétnu syntetickú baktériu. Rôzne baktérie totiž fungujú ináč. Inú kolekciu génov si vyžadujú mikroorganizmy, ktoré získavajú energiu fotosyntézou a inú tie, čo sa živia napríklad metánom. Rovnako sa neočakáva, že po baktériách začnú ľudia vyrábať aj syntetický hmyz či zvieratá. Ich genóm je príliš komplexný a zmeny v ňom majú často veľmi nepredvídateľný výsledok.

© Autorské práva vyhradené

3 debata chyba
Viac na túto tému: #baktéria #mikrób #gény #organizmy