Život jako stavebnice

04.04.2014, 10:38, Silvia Nagyová

prebraté zo zdroja: respekt.cz

Pivní kvasince vděčí lidstvo za leccos: už nějakých deset tisíc let získává s její pomocí nejrůznější kvasné nápoje a pečivo. Teď od ní ale chce víc - aby ukázala cestu k mnohem efektivnějšímu genovému inženýrství.


Vědci jí proto jako prvnímu složitějšímu organismu vyrobili podstatnou část dědičné informace uměle. A protože i to, co slouží od pravěku, může být zdokonaleno, pokusili se ji zároveň vylepšit.

 

Zamíchat přírodě kartami

Název „syntetická biologie“ vymyslel v roce 1974 genetik polského původu Waclaw Szybalski. Skutečný obsah mu ale dal až v roce 2002 americký virolog Eckard Wimmer, který z jednotlivých krátkých úseků dědičné informace poskládal v laboratoři kompletní virus obrny. Umělý virus pak skutečně ožil a začal napadat buňky.

 

Podobným experimentem se o pár let později proslavil americký genetik Craig Venter, který uměle vytvořil dědičnou informaci (genom) bakterie Mycoplasma mycoides. Věda tím definitivně postoupila od čtení dědičné informace, základního kódu života, k jejímu psaní a editování. Na začátku pokusu je sled „písmen“ genetického kódu v počítači, na konci životaschopná DNA.

 

Další milník padl právě v těchto dnech: tým vědců a studentů Lékařské fakulty Newyorkské univerzity pod vedením Jefa Boekeho sestavil v laboratoři celý jeden chromosom kvasinky pivní (Saccharomyces cerevisiae). Poskládal jej z krátkých úseků genetického kódu o délce zhruba 1000 bází, zmíněných „písmen dědičné abecedy“. Poprvé se tak podařilo stvořit umělý chromozom organismu složitějšího než bakterie (kvasinky patří do tzv. eukaryot, organismů s buněčným jádrem, kam zařazujeme i člověka). Výzkum nyní vychází on-line v časopise Science.

 

Dědičnou informaci kvasinky si můžeme představit jako dlouhé vlákno, na kterém je navázáno asi 13 milionů korálků - bází. Vlákno je v jádru buňky rozděleno na 16 oddělených úseků, smotaných v útvarech zvaných chromozomy. A právě jeden z nich, čítající ve své přírodní variantě více než 300 tisíc bází, vědci pod Boekeho vedením sestavili.

Může se tak docela klidně stát, že naši potomci budou ve světle podobných experimentů chápat život jinak: nikoliv už jako katalog žijících či vyhynulých organismů, ale jako oceán proměnlivé a tvárné dědičné informace.

 

Ale nejen to: přírodu nekopírovali úplně přesně. Vynechávali části kódu, které nenesou žádnou smysluplnou informaci nebo mohou v buňce vyvolávat nežádané mutace. Pozměnili tímto způsobem zhruba šestinu dědičné informace chromozomu – a přesto kvasinky s uměle vytvořeným „homunkulem“ v buněčném jádru bez problémů žily a množily se v podstatě stejně úspěšně jako ty běžné. Jediný omyl, chybně pozměněné písmeno v důležitém úseku kódu, přitom může kvasinku zabít. „Ukázalo se, že náš umělý chromozom je velmi odolný a zároveň propůjčuje kvasince nové vlastnosti,“ glosuje úspěch Jef Boeke.

 

Jaké, to zatím není zcela jasné. V rámci vylepšování přírody vložili vědci do genetického kódu kvasinky také úseky, které na „pokyn zvenčí“, po přidání určité chemikálie, vyvolají v dědičné informaci řadu mutací: některé geny vyřadí z provozu, jiné přestěhují a podobně – jako by někdo v DNA náhodně zamíchal kartami. Mutované kvasinky pak mohou získat některé zcela nové vlastnosti, třeba toleranci k vyšším koncentracím alkoholu, což může vylepšit kvasný proces.

 

Život, jak ho neznáme

Cíle newyorského týmu a jeho spolupracovníků z dalších světových pracovišť jsou však ještě mnohem ambicióznější: vytvořit uměle všech 16 chromozomů v genomu kvasinky a do všech vložit úseky, které umožní zmíněné „míchání karet“. Do čtyř let by tak měl vzniknout umělý organismus, který by mohl úplně proměnit metody genového inženýrství.

 

Zatímco dnes biotechnologové do dědičné informace pracně vkládají jednotlivé užitečné geny (vytvořili tímto způsobem například kvasinku, která umí vyrábět přírodní lék proti malárii artemisinin), v budoucnu by prostě „zamíchali kartami“ a ve velkém množství náhodně vzniklých mutantů by hledali ty s požadovanými vlastnostmi. Mohly by tak vznikat třeba kvasinky schopné vyrábět nové druhy biopaliv nebo vakcínu proti žloutence typu B.

 

Zatím je to sci-fi a někteří vědci pochybují, že kvasinka s umělým genomem bude opravdu životaschopná. Čím víc umělých chromozomů, tím víc bude podle nich organismus slábnout a nakonec to vzdá úplně. Vývoj v molekulární biologii je ale tak rychlý, že to, o čem ještě nedávno snili největší vizionáři, dnes už seriózně zkoumají vědci po celém světě.

 

Může se tak docela klidně stát, že naši potomci budou ve světle podobných experimentů chápat život jinak: nikoliv už jako katalog žijících či vyhynulých organismů, ale jako oceán proměnlivé a tvárné dědičné informace, z níž lze na přání poskládat prakticky cokoliv.

 
« Späť


Diskusia: "Život jako stavebnice"
Dátum: Meno: Komentár:
- Žiadne komentáre -
Pridať komentár | Zobraziť všetky komentáre