Vedci z Laboratória molekulárnej biológie Medical Research Council oznámili prelomový úspech v genetickom inžinierstve: vytvorili nový kmeň baktérie E. coli, ktorý využíva menej genetických kódov než ktorýkoľvek známy organizmus na Zemi. Tento kmeň, nazvaný Syn57, je podľa vedcov efektívnejší než prirodzený život, pričom jeho genetický kód obsahuje o sedem kodónov menej než štandardný set 64 kodónov.
Kodóny sú trojice písmen v DNA alebo RNA, ktoré určujú, ktoré aminokyseliny sa použijú pri tvorbe proteínov – základných stavebných blokov života. Doteraz všetky známe organizmy používali 64 kodónov, hoci evolúcia nevyužíva každý z nich efektívne, pretože niektoré sú redundantné. Tento fakt viedol vedcov k otázke, či je možné odstrániť nadbytočné kódové sekvencie a vytvoriť efektívnejší životný organizmus. Píše o tom portál Futurism.
Prvé kroky k syntetickému životu
Prvý krok k syntetickému životu sa podaril už v roku 2010, keď tím 24 výskumníkov dokázal vytvoriť prvú syntetickú bunku, ktorá bola vernou kópiou prirodzeného 64-kodónového genómu. Aj keď išlo o obrovský technologický úspech, bunka nebola vylepšená, len replika existujúcej biológie.
O deväť rokov neskôr, v roku 2019, sa vedcom na Cambridgeskej univerzite podarilo zredukovať genóm E. coli na 61 kodónov. Tento úspech jednoznačne dokázal, že život dokáže fungovať aj s menším počtom kodónov, čím otvoril cestu k experimentom so syntetickými alternatívnymi genetickými kódmi.
Náročný proces vývoja Syn57
Vývoj Syn57 bol mimoriadne náročný proces. Vedci museli upraviť viac než 101 000 riadkov genetického kódu, najprv v teoretickej podobe a následne v praktickej realizácii. Pokroky v syntéze DNA umožnili konštruovať genómy od základu, bez potreby upravovať už existujúce, redundantné sekvencie.
„Môžete začať skúmať, čo život dokáže tolerovať,“ povedal Akos Nyerges, syntetický biológ z Harvardu, ktorý sa zúčastnil pretekov o vytvorenie Syn57. Tím z Cambridge, ktorý nakoniec kmeň vyvinul, podľa Wesleyho Robertsona, výskumníka Medical Research Council, prešiel „obdobiami, keď sme sa pýtali, či ide o slepú uličku, alebo či môžeme projekt dokončiť“.
Život funguje aj s efektívnejším kódom
Výsledok tejto náročnej práce je jasný: život funguje aj s efektívnejším, zredukovaným genetickým kódom. Syn57 teda predstavuje nielen prelom v syntetickej biológii, ale aj nový nástroj pre výskum genetických kódov a možností ich optimalizácie. Robertson zdôraznil: „Život stále funguje.“
Táto práca otvára nové horizonty v oblasti syntetickej biológie. Vedci teraz môžu testovať alternatívne genetické kódy a skúmať limity, ktoré život dokáže tolerovať, čo môže mať významné dopady nielen na biotechnológie, ale aj na pochopenie základných princípov biológie.
