Учени сглобяват синтетични гени

Генният синтез струва по-евтино от всякога

10:47 | 18 април 2022 | Редактор: Стоян Гогов 3 1633

В известен смисъл целият живот се свежда до четири букви: G, C, A и T. Организирани в уникални модели и повторения, тези нуклеотиди (гуанин, цитозин, аденин и тимин) образуват цялата ДНК. От години учените се питат какво би станало, ако не бяхме ограничени до 4 знака.

"Ами ако генетичната азбука имаше повече букви? Щеше ли животът с повече букви да разказва различни истории, може би дори по-интересни?", пита биотехнологът от института Scripps Флойд Р. Ромсбърг през 2018 г.

Отговорът на въпроса идва от технологията за генен синтез.

Генният синтез се отнася до лабораторен процес по сглобяване на гени от прости молекули без използването на шаблонна ДНК. Сглобените гени обикновено са съставени от естествени базови двойки; но през последните години изследователите започват да се обръщат към нови молекули (или неестествени базови двойки), за да синтезират функциониращи гени. Напредъкът в генния синтез през последното десетилетие граничи с научната фантастика.

Всъщност, бързо търсене в Google на "генен синтез" разкрива, че учени предлагат услуги за проектиране на персонализирани базови двойки, започващи от около 10 цента за двойка.

Сравнително проучване, публикувано в Scientific Report през февруари, анализира тенденцията в синтетичната биология. Изводът на изследователите е, че ситуацията напомня на старта на информационната революция в началото на този век.

Геномното кодиране образува биологични протеини, докато изчислителното кодиране формира компютърни приложения. И двете системи имат сложни резултати с различни функции, когато се изпълняват в набори от инструкции. Изследователите отбелязват, че това е добра отправна точка за по-нататъшни мисли и подробни дискусии по тази тема.

През 2010 г. Крейг Вентър и неговият екип синтезират гените на Mycoplasma mycoides (с малко над 580 000 базови двойки) и ги трансплантират в друга бактериална клетка гостоприемник, това им струва почти 40 милиона долара. Почти 12 години след този пробив, средната цена за синтезиране на бактериални геноми с няколко милиона базови двойки възлиза на около 4000 долара.

Все още има много предупреждения, когато става въпрос за синтезиране на пълни човешки геноми, но прогнозите показват, че цената няма да бъде сериозна пречка.

Новото проучване на Scientific Report предполага, че дори човешки геноми с милиарди базови двойки могат да се синтезирани за приблизително милион долара през 2022 г.

И тъй като цената продължава да намалява, синтезът на геноми дори и за най-големите и най-сложни организми могат да бъдат лесно достъпни за правителства, корпорации или изследователски организации.

Изследователите посочват, че лесният и достъпен генен синтез ще има трансформиращи последици. Това може да помогне не само при проектирането на отделни клетки, но и при оформянето на цялостното функциониране на микробите като общност, казва Офелия Вентурели, синтетичен биолог от Университета на Уисконсин-Медисън.

Със синтетичната биология в близко бъдеще може да е възможно да се проектират микроорганизми, които да откриват ракови клетки. Проектираният микроб може да бъде програмиран да отделя токсични протеини, които да убиват раковите клетки с прецизност и минимални странични ефекти.

Според учените на практика можем да проектираме живи организми, които да ни служат за лекарства.

Някои изследователи са съгласни, че способността да създаваме изкуствен живот крие и своите рискове.

"Ами ако хората го използват, за да проектират микроби, които са заразни като варицела и смъртоносни като Ебола, която се разпространява по целия свят, инкубирайки месеци и месеци преди първите признаци на беда?", пита Роб Рийд, футурист и автор на бестселъра на"After On".

Офелия Вентурели посочва, че въпреки че все още не сме стигнали дотам, за да накараме синтетичните организми да съществуват достатъчно дълго във външна среда, опасностите от синтетичната биология са истински.

ИЗБРАНО