211service.com
Onderzoekers hebben het genoom van de darmkiem E. coli geruild voor een kunstmatig genoom
Microfoto van E. coli NIAID
Onderzoekers zeggen dat ze alle genen hebben vervangen van E coli bacteriën met een volledige kopie van het genoom gesynthetiseerd in het laboratorium. Het is een stap in de richting van het maken van ziektekiemen die genetisch zijn aangepast om specifieke materialen te maken, zoals Kevlar of andere polymeren.
Wetenschappers van de Universiteit van Cambridge rapporteren: in de natuur hoe ze stapsgewijs het hele genoom van het organisme - het heeft 4 miljoen DNA-letters - geleidelijk vervangen door kunstmatig gemaakte genen.
Het heeft twee jaar geduurd, maar we willen dit zover krijgen dat we in minder dan een maand nieuwe synthetische genomen kunnen maken, zegt Jason Chin, een bioloog bij de UK Medical Research Council, die het team leidde. Dat zou het veld enorm versnellen, het aantal dingen dat we kunnen maken en testen.
De eerste synthetische bacteriële genomen werden in 2008 en 2010 gecreëerd in het J. Craig Venter Institute. Maar de E coli genoom, dat vier keer zo groot is, vestigt een nieuw record.
Een apart consortium probeert met kunstmatige genen bakkersgist te maken, maar dat project is nog niet afgerond.
Bij het vervangen van het genoom van de bacterie heeft het team van Chin het ook vereenvoudigd door enkele van de drieletterige DNA-instructiesets of codons te vervangen die cellen gebruiken om te bepalen welke van de 20 aminozuren ze aan een eiwit zullen toevoegen.
Op het einde, Chin's E coli heeft slechts 61 codons in plaats van de gebruikelijke 64.
Dat betekent de nieuwe soort ziektekiemen, genaamd Syn61 , hebben niet alleen door de mens gemaakte genen, maar laten ook zien dat een organisme kan leven met wat het Britse team een gecomprimeerde genetische code noemt.
Een daarvan is een technische prestatie; de andere vertelt je iets fundamenteels over biologie en hoe kneedbaar de genetische code werkelijk is, zegt Chin.
Vereenvoudiging van de E coli genoom betekent dat de ongebruikte delen van de code nu vrij zijn om andere dingen te doen. Ze kunnen bijvoorbeeld worden hergebruikt, zodat bacteriën eiwitten maken met een paar honderd aminozuren waar het leven normaal gesproken geen gebruik van maakt. Dat zou kunnen leiden tot de productie van ongebruikelijke polymeren in bacteriën, zoals het materiaal dat in kogelvrije vesten gaat.
Er is ook een wetenschappelijke vraag, zegt Chin. Sinds de jaren zestig, toen wetenschappers de code voor het eerst kraakten, is het onduidelijk waarom het precies werkt zoals het werkt - uit zoveel mogelijkheden, waarom deze?
In 1968 stelde Francis Crick, de mede-ontdekker van de chemische structuur van DNA, de bevroren ongevalstheorie voor. Toen de basislevensvormen eenmaal waren geëvolueerd, stelde hij voor, werden de triplet-codes op hun plaats vergrendeld omdat elke afwijking van het universele programma een groot nadeel zou zijn. Door codons te verwijderen, breken we die gemeenschappelijke taal, zegt Chin. We ontdooien de code.