Genoomontdekking vormt de sleutel tot designerorganismen

Al meer dan 20 jaar probeert J. Craig Venter een cel te maken met zo min mogelijk genen in de hoop dat de uitgeklede cel ons iets zou vertellen over de levensbehoeften.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Wetenschap , Venter en zijn team hebben aangekondigd dat ze een grote stap in de richting van dat doel hebben gemaakt - en hebben onderweg enkele verrassingen gevonden.

De onderdelenlijst van het basisleven is een derde langer dan wetenschappers hadden gedacht, zei Venter, die bekend staat om het winnen van de race om het menselijk genoom in kaart te brengen. En het hangt veel meer af van de context dan ze zich realiseerden.

Om hun synthetische cel te laten repliceren en snel genoeg te laten groeien om in het laboratorium te gebruiken, waren 473 genen nodig, waarvan 149 een onduidelijke functie hebben.

Venter, oprichter, voorzitter en CEO van het J. Craig Venter Institute, dat het onderzoek leidde, zei dat hij zijn zoektocht begon in de veronderstelling dat hij de enkele of enkele genen zou kunnen lokaliseren die verantwoordelijk zijn voor deze of gene eigenschap. In plaats daarvan, zei hij op een persconferentie op woensdag, heeft hij geleerd dat functies, ziekten en het basisbestaan ​​afhankelijk zijn van het samenspel van vele genen.

Het leven lijkt veel meer op een symfonieorkest dan op een piccolospeler, zei hij.

De meeste toepassingen voor deze synthetische cel zijn jaren of decennia verwijderd, maar het is een belangrijke wetenschappelijke vooruitgang.

Een cluster van synthetische cellen met de minste genen die nodig zijn om te groeien en te delen. In kweken vormen deze zogenaamde JCVI-syn.30-cellen verschillende structuren.

Dit is erg handig om je inzicht te geven in wat echt de minimale onderdelenlijst is die nodig is om een ​​organisme in stand te houden, zei Jef Boeke, directeur van het Institute for Systems Genetics van het Langone Medical Center van de New York University. Er is een enorme waarde in termen van het begrijpen van de basisbedrading van een cel.

De synthetische cel, JCVI-syn3.0 genaamd, heeft ook potentiële toepassingen voor het bevorderen van medicijnen, voeding, landbouw, biobrandstoffen en biochemicaliën, zei Dan Gibson, vice-president van DNA Technology for Synthetic Genomics, een bedrijf dat door Venter is opgericht om genetische vooruitgang te commercialiseren , die ook betrokken was bij het nieuwe werk.

Onze langetermijnvisie is om op aanvraag synthetische organismen te kunnen ontwerpen en bouwen die specifieke functies uitvoeren die in het cellulaire genoom zijn geprogrammeerd, schreef Gibson in een vervolgmail. Synthetische cellen met een minimale onderdelenlijst zouden maximale energie aan hun doel besteden - ze zouden gewoon groeien en delen en het product maken dat in de cel was geprogrammeerd.

Toen hem werd gevraagd naar specifieke voorbeelden van toepassingen, noemde Venter synthetische antibiotica en een voortdurende samenwerking tussen Synthetic Genomics en United Therapeutics om transplanteerbare organen bij varkens te kweken. Mensen kunnen geen varkensharten, -longen of -levers gebruiken vanwege het risico op afstoting en ziekten, maar de bedrijven proberen veranderingen in het varkensgenoom aan te brengen om dat mogelijk te maken.

De geneticus van Harvard University, George Church, geeft er de voorkeur aan om functies in bestaande genomen te bewerken, in plaats van vanaf de onderkant op te bouwen. Church zei dat JCVI-syn3.0 een belangrijke academische prestatie is, maar hij ziet er op korte termijn niet veel praktisch nut van in.

Ik wil niet onbeleefd zijn, zei Church. Ik vind het knap wat ze hebben gedaan.

Als een wetenschappelijke prestatie, zei Church, was hij meer onder de indruk van het eerdere werk van de groep meer dan vijf jaar geleden, waaruit bleek dat het team een ​​veel groter genoom kon synthetiseren dat veel dichter bij de complexiteit ligt die nodig is voor toepassingen in de echte wereld.

Venter zei dat het werk laat zien hoe ver we nog moeten gaan om het genoom van zelfs de eenvoudigste wezens te begrijpen.

Het feit dat hiervoor een zeer toegewijd, uiterst bekwaam team met een Nobelprijswinnaar, drie leden van de National Academy of Science en enkele briljante junior wetenschappers nodig waren om zo ver te komen, vertelt ons veel over de grondbeginselen van het leven en zegt de volgende fasen zal niet triviaal zijn, zei hij.

zich verstoppen