Giải mã genome

Giải mã genome

Elena Kleshchenko
"Hóa học và cuộc sống" №5, 2016

Anh đứng dậy, cởi áo choàng, yarmulke, giày. Anh cởi quần và áo vải lanh. Anh cởi đầu ra như một bộ tóc giả, tháo xương đòn của anh ta như dây đai, bỏ cái khung xương sườn của anh ấy như một cái búi tóc. Anh cởi hông, cởi chân, cất cánh và ném tay, như găng tay, vào một góc. Những gì còn lại của anh dần dần tiêu tan, hầu như không tô màu cho không khí. Cincinnatus, bạn đã được làm mới bằng cách tập thể dục hình sự của bạn.

Vladimir Nabokov. "Lời mời thực hiện"

Người biết cách ngạc nhiên

Craig Venter là một trong những người đầy màu sắc nhất trong khoa học đời sống hiện đại. Ông sinh năm 1946 và không quá quan tâm đến kiến ​​thức hàn lâm cho đến khi đến thăm Việt Nam, nơi ông làm việc trong một bệnh viện dã chiến. Kinh nghiệm quân sự đã thúc đẩy anh nghiên cứu y học nghiêm túc, sau đó anh nhận ra rằng sinh học thu hút anh mạnh hơn, và năm 1975 anh nhận bằng tiến sĩ. Craig Venter trở thành một người nổi tiếng thực sự khi công ty anh tạo ra Celera genomics hứa sẽ giải mã bộ gen của con người nhanh hơn và rẻ hơn so với một dự án quốc tế đã đặt mục tiêu tương tự. Và Celera đã làm điều đó: độ chính xác giải mã của họ thấp hơn so với "Human Genome", nhưng chi phí tương đối thấp: khoảng 300 triệu so với 3 tỷ đô la.

Nó không phải là không có xung đột: hầu hết các nhà khoa học tin rằng việc truy cập vào bộ gen của con người nên miễn phí và miễn phí, và Craig Venter sẽ cung cấp thêm dữ liệu thu được Celera, trên đăng ký trả phí, để bù lại chi phí của công ty. Nhiều người thấy nó vô đạo đức, Venter bị sỉ nhục vì tham lam và vô nhân đạo. Tuy nhiên, vào năm 2002, ông rời chức chủ tịch của công ty do những bất đồng với nhà đầu tư chính – theo lời của Venter, tinh thần kinh doanh của ông chỉ là nguồn tài trợ cho các dự án nghiên cứu. Vào giữa những năm 2000, Viện John Craig Venter (JCVI), một tổ chức nghiên cứu bộ gen phi lợi nhuận, được sinh ra.

Năm 2007, các nhân viên của JCVI và các đồng tác giả từ các nước khác đã xuất bản một bài báo, trong đó họ công bố sự khởi đầu của một kỷ nguyên của bộ gen riêng lẻ và ứng dụng đó là bộ gen của John Craig Venter.Sinh học PLoS, 2007, 5 (10): e266. doi: 10.1371 / journal.pbio.0050266). Các bộ gen của con người thu được trước đây được tạo thành từ ADN từ nhiều nhà tài trợ, chủ yếu là vô danh. Kể từ đó, hiếm khi một bài viết về Venter đi mà không nhắc đến việc anh ta có gen nhạy cảm với hành vi xã hội.Bạn có thể đọc thêm về các dự án di truyền của Craig Venter trong cuốn sách Giải mã Cuộc sống của tôi. Bộ gen của tôi, Cuộc sống của tôi (Moscow: Binom. Phòng thí nghiệm Kiến thức, 2015).

Một dự án khác của Craig Venter là một nghiên cứu quy mô lớn về bộ gen của các vi sinh vật biển, điều này sẽ đưa chúng ta đến gần hơn với sự hiểu biết về các định luật cơ bản của hệ sinh thái biển, đặc biệt là các biến đổi của carbon. Ngoài ra, sinh vật biển có thể tìm thấy các gen hữu ích cho các nhu cầu của khoa học và công nghệ sinh học. Năm 2005, Craig Venter trở thành một trong những người sáng lập công ty Genomics tổng hợpđang nghiên cứu về vi khuẩn, men và tảo có khả năng sản xuất nhiên liệu sinh học – ethanol và hydro. Trong số các đối tác Genomics tổng hợp – Tổng công ty Exxon mobilDầu mỏ Anhbây giờ BP plc (tốt, những gì nếu các nhà sinh học này thành công?).

Nhưng để tạo ra một sinh vật với các tính chất cần thiết – cho dù một vi khuẩn sản xuất dầu diesel sinh học, hoặc một cái gì đó khác tham vọng hơn – bạn cần phải hiểu cách hoạt động của cuộc sống. Để viết chương trình bằng ngôn ngữ được sử dụng trong DNA, bạn cần phải học ngôn ngữ này. Không đủ để chúng ta biết được trình tự kích hoạt trình tự DNA nào và làm gián đoạn quá trình tổng hợp RNA và bộ ba nào tương ứng với amino acid – chúng ta cần biếtsản phẩm gen trong cuộc sống của tế bào là gì, nó cung cấp những tính chất gì, các sản phẩm khác được kết nối chức năng với … Và nếu không có sách giáo khoa về ngôn ngữ lập trình, nhưng bạn thực sự muốn? Sau đó, cách tiếp cận sai vẫn là: viết một chương trình nhỏ, bạn hiểu cách làm, sử dụng sự hiểu biết nơi bạn không hiểu, kéo các mảnh của chương trình của người khác (có đủ chúng, ngày càng nhiều bộ giải mã), sau đó bắt đầu và xem điều gì xảy ra. Về điều này, Craig Venter và các đồng nghiệp của ông đã tham gia ít nhất 20 năm.

Sự ra đời của Cynthia

Năm 1996, một nhóm nhân viên TIGR (Viện Nghiên cứu Genomic, được tạo ra bởi Venter vào năm 1992, sau đó trở thành một phần của JCVI) đã giải trình tự bộ gen Mycoplasma genitalium. Vi khuẩn này sống trong hệ thống sinh dục và hô hấp của động vật linh trưởng, và bộ gen của nó là một trong những cặp ngắn nhất, chỉ có nửa triệu base và nửa nghìn gen. Có thể hiểu được, ký sinh trùng có nguồn gốc từ chi phí của tài nguyên nước ngoài, sống trong điều kiện ổn định và có thể làm mà không có nhiều thứ mà sinh vật độc lập cần.

Làm thế nào để tìm ra lý do tại sao chúng ta cần một hoặc một gen khác trong số năm trăm và nó có cần thiết không? Cách thức cổ điển của các nhà sinh vật học là làm hỏng chúng và xem vi khuẩn sống như thế nào mà không có gen đã cho, điều gì đã thay đổi cho nó.Để kết thúc này, Viện Venter đã phát triển một phương pháp đột biến transposon: các yếu tố di truyền được chèn vào bộ gen của vi khuẩn một cách ngẫu nhiên, sau đó vi khuẩn được gieo vào môi trường dinh dưỡng và bộ gen của những người sống sót đã được đọc, bắt đầu từ yếu tố này để tìm ra "typo". Bạn cũng có thể so sánh bộ gen của vi khuẩn "của bạn" với bộ gen của các sinh vật khác, dựa trên giả định rằng các gen tương tự mã hóa protein với các chức năng tương tự. Và khi chúng ta học khá nhiều – cố gắng tạo bộ gen từ đầu.

Các tính năng cơ bản của ý tưởng của Craig Venter là để có được DNA tổng hợp, và không để sẵn sàng, ví dụ, sao chép và khâu lại với nhau mảnh của bộ gen của ai đó. Nhiệm vụ là, để đặt nó nhẹ nhàng, khó khăn. Trong ống nghiệm, chỉ có các đoạn ADN nhỏ có thể được tổng hợp: các phân tử dài phá vỡ, nếu không được bảo vệ bằng máy móc di động, được sử dụng để đối phó với một tàu sân bay thông tin mong manh. Do đó, các mảnh vỡ được nhân bản trong các tế bào của Escherichia coli và tham gia cho đến khi chúng nhận được bốn mảnh lớn, mỗi phần khoảng một phần tư bộ gen. M. genitaliumvà những thứ đã được thu thập trong các tế bào nấm men. (Đây là một câu chuyện rất ngắn mà không có chi tiết kỹ thuật.)

Vào tháng 1 năm 2008, Viện Craig Venter thông báo rằng hệ gen mycoplasma đã được tổng hợp đầy đủ. DNA thu được được đặt tên Mycoplasma genitalium JCVI-1.0.

Bước tiếp theo là chuyển genome tổng hợp thành tế bào của mycoplasma, từ đó bộ gen của nó đã bị loại bỏ. Nhưng nó không hoạt động: DNA, nhân bản trong nấm men, từ chối chỉ đạo một tế bào sống, mặc dù bộ gen chiết xuất từ ​​một tế bào mycoplasma của một loài đã hoàn toàn thích nghi với một loài khác. Các nhà khoa học đã cho rằng lý do methyl hóa là sự bổ sung có chọn lọc CH3-nhóm với nucleotide, không thay đổi trình tự của "chữ cái" của bộ gen, nhưng điều chỉnh hoạt động của các gen. Tế bào nấm men không đảm bảo được mô hình methyl hóa thích hợp, do đó việc khởi động lại chương trình không thành công. Các enzym Mycoplasma chịu trách nhiệm về methyl hóa phải được thu được và nhiễm sắc thể chiết xuất từ ​​các tế bào nấm men được điều trị với chúng.

Trong năm 2009, một bài báo xuất hiện trong Khoa học (2009, 325, 5948, 1693-1696, doi: 10.1126 / science.1173759) – Nhóm của Venter nhân bản toàn bộ bộ gen Mycoplasma mycoides trong men và sau đó đặt nó trong một cái lồng của một loài có liên quan chặt chẽ – M. capricolum. Nó chưa phải là DNA tổng hợp, nhưng trong tế bào nấm men, bộ gen đã phải chịu sự thay đổi, để tạo ra một chủng mới khả thi M. mycoides Craig Venter có thể tự viết mình vào một tài sản.

Cuối cùng, trong năm 2010, nhiệm vụ đã được giải quyết đầy đủ: một bộ gen tổng hợp M. mycoides bị bắt trong lồng M. capricolum (Khoa học, 2010, 329, 5987, 52-56, doi: 10.1126 / science.1190719). Vi khuẩn mới có tên Mycoplasma laboratorium JCVI-syn1.0, và không chính thức nó được gọi là Cynthia (từ "tổng hợp").

Giáo lý đã đánh dấu sự sáng tạo của họ – được đưa vào trình tự bộ gen, không phải M. mycoidesmang những thông điệp được mã hóa tới một người bắt được mycoplasma nhân tạo (mặc dù nó khó có thể thoát ra ngoài hoang dã) và đọc nó với một bộ gen. Trong những thông điệp này, mỗi bộ ba nucleotide chỉ định một chữ cái của bảng chữ cái Latinh hoặc một số. Trong số các "hình mờ" trong bộ gen của Cynthia là một tập lệnh HTML đọc trong trình duyệt như một lời chào cho bộ giải mã, danh sách các tác giả của bài báo, cũng như các trích dẫn từ James Joyce Oppenheimer (“Để xem không phải cái gì, nhưng cái gì có thể”) và Richard Feynman (“Cái tôi không thể xây dựng, tôi không thể hiểu được”, mặc dù, vì tính chính xác, Feynman phải “tạo ra”).

Những người thừa kế của Joyce phàn nàn rằng Venter và công ty đã không thông báo cho họ và không xin phép trước khi chèn một dòng bất tử vào vi khuẩn.Vụ việc đã không đến để thử nghiệm (mặc dù "điện thoại hư hỏng" của Internet cũng cung cấp phiên bản này của sự kiện), vì vậy mycoplasma tiếp tục sao chép trái phép văn bản cổ điển. Sẽ thật thú vị khi xem liệu các đột biến có làm hư hỏng nó hay không, cho dù "sống" biến thành "uống", ví dụ …

Chỉ cần thiết

Báo giá, như chúng ta thấy, đã được chọn với ý nghĩa, nhưng chúng ta có thể luôn luôn hiểu những gì chúng ta đã xây dựng? Khi nhà triết học Daniel Dennett từ Đại học Tufts viết: "Khi bạn cố gắng mô hình hóa mọi thứ với sự trợ giúp của phương trình để tạo ra các mô hình máy tính tiên tiến, bạn có thể kết thúc với một mô hình tinh tế mô hình tự nhiên, nhưng bạn không hiểu mô hình." Điều này có thể là do công trình của Venter và các cộng sự của ông: một bản sao chính xác của bộ gen mycoplasma không rõ ràng hơn nhiều so với bộ gen của mycoplasma. Có, thí nghiệm đã chứng minh rằng chúng ta không bỏ lỡ bất cứ điều gì – DNA của bộ gen là đủ để kế thừa tất cả các thuộc tính quan trọng và hỗ trợ sự sống của tế bào. Nhưng bây giờ đã đến lúc bước tiếp theo – để loại bỏ tất cả những thứ không cần thiết hoặc không cần thiết, tạo ra một bộ gen tối thiểu.

Ý tưởng về một bộ gen “cốt lõi” (cốt lõi) cần thiết cho sự tồn tại của một tế bào có nguồn gốc từ lâu.Đặc biệt, nó được xây dựng bởi Arkady Musheghyan và Yevgeny Kunin vào năm 1996. Họ so sánh bộ gen M. genitaliumCúm Haemophilus – nhân tiện, anh ta và người kia đã giải trình tự nhóm Venter – và nhận được một bộ như vậy nên bao gồm 256 gen (Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, 1996, 93, 10268-10273). Và trên cơ sở này, các loài khác nhau tạo ra cấu trúc thượng tầng của riêng chúng, mang lại cho họ tất cả các loại ưu điểm, lớn và nhỏ, nhưng chúng không cần thiết cho cuộc sống và sinh sản trong điều kiện lý tưởng.

Có nhiều sinh vật lý thuyết trong khoa học: một số, giống như con quỷ của Maxwell, chỉ sống trong trí tưởng tượng của các nhà khoa học, những người khác, giống như tổ tiên chung cuối cùng của tất cả các tế bào sống, thực tế, nhưng cho đến nay chúng xuất hiện sương mù. Venter và các đồng nghiệp của ông đã biến một trong những cuộc triển lãm đầu tiên của nhà đầu cơ thành hiện thực – Cell With Minimal Genome. Hoặc ít nhất một xấp xỉ làm việc với lý tưởng này.

Có những dự án khác có nhiệm vụ tương tự: ví dụ, trong các gen E. coli đã được loại bỏ từng người một, làm giảm đáng kể kích thước bộ gen của nó. Nhưng các tác giả của bài viết nhấn mạnh rằng họ bắt đầu từ bên dưới, không phải từ trên cao: họ tổng hợp bộ gen tối thiểu từ không có gì và xem liệu nó có thể hoạt động hay không.Họ tự gọi những gì họ làm – "thiết kế toàn bộ hệ gen".

Đời sống tổng hợp, phiên bản 3.0

Thành công đã không đến ngay lập tức. Bộ gen tối thiểu giả định (HMG) được xây dựng từ dữ liệu sẵn có trước đây về gen mycoplasma, những gen cần thiết và không cần thiết hoặc không cần thiết. Gen được loại bỏ khỏi bộ gen M. laboratorium JCVI-syn1.0 – bộ gen M. genitalium ít hơn, nhưng nó đang phát triển chậm, bên cạnh syn1.0 – động vật bản địa của riêng nó, mà những người tạo ra những thay đổi bất thường của nó. Chúng tôi phải phát triển "quy tắc cú pháp" nhất định khi xóa, để nó không ảnh hưởng đến các gen cần thiết: hãy nhớ, ví dụ, trình tự vi khuẩn của các gen thường chồng lên nhau và loại bỏ một, bạn có thể cắt bỏ cái kia. Bộ gen đã được tổng hợp, như trong việc tạo ra syn1.0, bằng cách sắp xếp các mảnh vỡ tuần tự. Ở giai đoạn cuối cùng, tám phân đoạn đã thu được, với các cạnh chồng chéo.

Vào đầu những năm 90, các sinh viên của trường Đại học Quốc gia Moscow đã đưa cho mỗi sổ tay khác một bản dịch viết tay của "Chúa tể của những chiếc nhẫn". (Văn học trong thể loại tưởng tượng vẫn chưa trở thành một ngành công nghiệp, các đơn vị có máy tính cá nhân – con của chúng tôi không hiểu điều này.) Một trong các sổ ghi chép bị mất, và một bản tóm tắt ngắn được viết trên trang bìa trước: "Frodo,Sam và Gollum trải qua những đầm lầy khủng khiếp khủng khiếp, nơi mọi người, đặc biệt là Frodo, gần như bị chết đuối, sau đó họ gặp Anh Boromir, tuy nhiên, trông không giống anh ta chút nào … "Thay thế yếu cho toàn văn, nhưng bạn vẫn có thể đọc thêm. Ngoài ra, Venter và các đồng nghiệp đã kiểm tra từng phân đoạn trong tám phân đoạn cho sự nhất quán, tạo ra tám kết hợp thử nghiệm: mỗi phân đoạn có một phân đoạn từ HMG, bảy phân đoạn khác từ syn1.0, bảy sổ ghi chép đầy đủ và một bản tóm tắt, chỉ có một kết hợp có thể đọc được đoạn đã được thay thế bằng mức tối thiểu m số 2, tất cả các lựa chọn khác đều không khả thi. Rõ ràng là một số gen được coi là không cần thiết.

Giai đoạn đầu tiên là hữu ích theo cách riêng của nó: ví dụ, nó có thể cải thiện độ chính xác của tổng hợp DNA và tăng tốc độ lắp ráp bộ gen – bây giờ phải mất ít hơn ba tuần, không phải tháng và năm. Nhưng làm thế nào để xác định những từ nào nên được trả lại cho văn bản để được đọc?

Các nhà thiết kế hệ gen lại sử dụng đột biến transposon: họ đã đưa anh ta đến syn1.0, thu được các khuẩn lạc của vi khuẩn còn sống sót, và kiểm tra bộ gen của chúng. Nếu gen bị phá vỡ bằng cách chèn transposon, và vi khuẩn vẫn còn sống, thì gen này là không cần thiết. Đã tìm thấy 30.000 công trình xây dựng như vậy.Sau đó, các tế bào được tái tạo hơn 40 lần và xem xét những đột biến nào sẽ còn lại sau khi cấy ghép, các tế bào “bệnh” phát triển chậm, trong khi biến mất. Trong thế hệ mới, đột biến nhỏ hơn nhiều – khoảng 14.000 người, có thể giả định rằng 16.000 đột biến đó biến mất trong quá trình tái phát gen bị tổn thương, mà bạn không thể sống, thậm chí tệ, và những gen còn lại thực sự không cần thiết.

Sau đó, các nhà khoa học chia các gen syn1.0 thành ba nhóm: các nhóm cần thiết (cần thiết, e-gương), không cần thiết (không cần thiết, n-gens) và gần như cần thiết, gây sát thương tương thích với cuộc sống (suy nhượctôi– gen, những gen bị hư hại do đột biến biến mất trong quá trình tái tạo lại). Sau đó, lần lượt, được chia thành nhiều hơn và ít cần thiết, tùy thuộc vào bao nhiêu tăng trưởng đã bị chậm lại mà không có chúng.

Dựa trên những dữ liệu này, một phiên bản mới của bộ gen tối thiểu được xây dựng, được gọi là RGD1.0 (từ giảm thiết kế bộ gen). Đó là một nửa chiều dài của bộ gen syn1.0, gần như tất cả đã bị xóa. n-– các gen (trừ những gen nằm giữa các cụm lớn của các gen mong muốn, và những gen có chức năng sinh hóa là quan trọng mặc dù dữ liệu về đột biến). Sau đó, tám phân đoạn được tổng hợp lại, mỗi phân đoạn được kết hợp với bảy đoạn syn1.0. Bây giờ tất cả tám kết hợp hóa ra là khả thi.Đúng, một, với đoạn rút ngắn là 6, phát triển rất chậm: khi nó bật ra, có thiệt hại ngoài ý muốn trong đó. Sau khi sửa lỗi, mọi thứ đều ổn.

Nó vẫn còn để thu thập bộ gen giảm của tám mảnh … vâng, tất nhiên rồi! Sự kết hợp của tám mảnh vỡ được một lần nữa không đáng tin cậy. Điều đó cũng có thể đã xảy ra. Hãy tưởng tượng rằng các enzym ATrong cả hai đều thực hiện cùng một phản ứng, trong khi A nằm trong phân khúc 1 và Trong – trong phân đoạn 3. Enzyme A có thể bị hư hại mà không gây thiệt hại cho cuộc sống nếu được lưu Trongvà ngược lại theo cách này ATrong dường như không cần thiết cả trong các thí nghiệm đột biến và trong việc lắp ráp bộ gen với các đoạn syn1.0. Nhưng ở giai đoạn cuối, một lỗi sẽ xuất hiện: phản ứng cần thiết trong tế bào sẽ không hoạt động.

Sau đó, các nhà khoa học tạo ra các bộ kết hợp khác nhau của phân đoạn RGD1.0 và syn1.0. Phiên bản với các phân đoạn 2, 6, 7 và 8 từ RGD1.0 và 1, 3, 4, 5 – từ syn1.0 hóa ra là khả thi. Và rất khả thi – số lượng tế bào tăng gấp đôi trong 105 phút, và trong syn1.0 – trong khoảng một giờ. Bây giờ cấu trúc này đã bị biến đổi transposon và nó đã được phát hiện ra rằng các gen bị cáo buộc không cần thiết trong phân đoạn 1, 3, 4, 5 không thể được xúc động, bởi vì trong bối cảnh mới, chúng trở thành thể loại cần thiết hoặc gần như cần thiết.Tổng hợp các phân đoạn này một lần nữa – và cuối cùng có một tế bào sống, được gọi là JCVI-syn2.0 (chiều dài bộ gen – 576 cặp base, 478 gen protein và 38 gen RNA). Ở giai đoạn cuối, họ có thể loại bỏ 42 gen khác và cuối cùng nhận được JCVI-syn3.0 với một bộ gen nhỏ hơn M. genitalium (Khoa học, 2016, 351, 6280, doi: 10.1126 / science.aad6253).

Bộ gen của các loài khác nhau

XemKích thước bộ genSố lượng gen
Người đàn ông3,2 tỷ bp n.khoảng 20 nghìn
Rezuhovidka Arabidopsis thaliana157 triệu N.hơn 25 nghìn
Tuyến trùng Caenorhabditis elegans100 triệu N.hơn 20 nghìn
Trái cây bay Drosophila melanogaster175 triệu N.hơn 13 nghìn
E. coli Escherichia coli4,6 triệu n.4288
Mycoplasma genitalium0,58 triệu n.525
Mycoplasma mycoides1,20 triệu n.khoảng 1 nghìn
Mycoplasma laboratorium JCVI-syn1.01.078,809 bp n.901
Mycoplasma laboratorium JCVI-syn3.0531.000 bp473 gen (mã hóa 438 protein và 35 RNA)

Khi cấu trúc “gần như tối thiểu” này lại bị đột biến một lần nữa, các lần chèn được quan sát chủ yếu trong các chuỗi liên kết, đôi khi trong các gen cần thiết về mặt điều kiện. Bộ gen của Cynthia III bao gồm chủ yếu là các gen, mà trong các thí nghiệm đầu tiên được gán cho e– và tôinhóm

Những gen này là gì? Ngay từ đầu, việc chèn các yếu tố di động, các gen để sửa đổi và hạn chế DNA đã được loại bỏ. Khi các tế bào phát triển trong một môi trường phong phú, nó cũng có thể loại bỏ một số gen chịu trách nhiệm cho các quá trình trao đổi chất.(Ví dụ, có rất nhiều glucose trong môi trường, có nghĩa là khả năng sử dụng các nguồn carbon thay thế không cần thiết.) cũng là chức năng của cấu trúc màng, – ngay cả trong môi trường thuận lợi nhất, người ta phải có khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và duy trì cân bằng nội môi.

Tuy nhiên, 79 gen vẫn không thể được đưa vào bất kỳ loại nào trong số này, và ít nhất 19 gen trong số đó – e-nhiều. Các tác giả của bài viết rất lạc quan rằng đây là điều thú vị nhất: có lẽ các gen chưa biết cung cấp một ẩn số, nhưng rõ ràng là một chức năng sinh học rất quan trọng.

Nó trông như thế nào và cái gì có thể

Phiên bản rút ngắn sao chép chậm hơn syn1.0 (thời gian tăng gấp đôi là khoảng ba giờ). Nếu không, cả Cynthia giống nhau và tổ tiên của họ. M. mycoides. Nhưng điều thú vị là, không giống như phiên bản đầu tiên, phiên bản thứ ba có khuynh hướng tạo thành cốt liệu trong văn hóa lỏng, mặc dù nó dễ bị phá hủy.

Cynthia là người đầu tiên và Cynthia thứ ba: một cái nhìn chung trong văn hóa lỏng và "chân dung" của các tế bào riêng lẻ. Các cấu trúc filamentary hình thành syn3.0 có thể nhìn thấy rõ ràng. Tuy nhiên, chúng dễ bị phá hủy bởi kích động.

Một số người tiên phong về sinh học tổng hợp, như George Church, hoài nghi về vi khuẩn của Craig Venter: rất khó, rất tốn kém, và cuối cùng không làm bất cứ điều gì mà vi khuẩn E. coli sinh ra không thể làm được. Tuy nhiên, Venter và cộng sự đã phác thảo một số cách sử dụng có thể cho Cynthia.

Để bắt đầu, họ quyết định kiểm tra xem điều gì sẽ xảy ra nếu các gen không nằm trong bộ gen khác với hệ gen mycoplasma hoang dã, và theo logic, nếu các gen liên quan đến chức năng được đặt cạnh nhau. (Bằng cách này, trong vi khuẩn và trong tự nhiên nó thường xảy ra: các gen, ví dụ, được đặt bên cạnh chúng, các sản phẩm trong đó đảm bảo các biến đổi liên tiếp của một chất.) Việc tổ chức lại đoạn 2 của syn1.0 ít nhất cũng không làm chậm sự phát triển của nó. Và các nhà nghiên cứu đã đưa vào hệ gen của syn3.0 một ribosome RNA gen 16S đã được sửa đổi một chút – đó là, chúng đã điều chỉnh một trong những phần của máy tổng hợp protein! Và nó đã diễn ra tốt đẹp. Có thể thuận tiện hơn khi đưa các thí nghiệm mỏng như vậy vào một môi trường được kiểm soát hoàn toàn.

Vì vậy, chúng tôi có một tế bào sống trong cấu hình cơ bản của nó hoặc một cái gì đó rất gần với nó. Chúng ta sẽ học cách làm phức tạp chương trình, thêm chức năng mới,thiết kế một loại vi khuẩn có thể biến miếng polyethylene và vỏ khoai tây thành xăng có chỉ số octan cao? Hay loại khác – để nguyên liệu thô giống nhau, nhưng thành glucose? Và đồng thời, thứ ba, tạo ra chất hữu cơ từ mêtan, carbon dioxide và nitơ dưới tác động của ánh sáng mặt trời, đặc biệt cho nhu cầu của các hành tinh xa xôi … So với những gì đã được thực hiện, tất cả điều này dường như không thể.


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: