Ученые представили результаты работы по изменению генома бактерии кишечной палочки (Escherichia coli). Это самая большая переделка генетического кода организма, предпринятая людьми. Исследователи подвергли изменению 3,8 % пар нуклеотидных оснований из генома бактерии.
Команда исследователей под руководством ученых из Гарвардской медицинской школы заменила семь из шестидесяти четырех кодонов – генетических последовательностей, которые кодируют аминокислоты. Новые кодоны продуцируют те же аминокислоты, что и их предшественники. Ученым удалось уменьшить количество кодонов путем синтеза 55 фрагментов ДНК, каждый из которых содержит 50 тысяч пар нуклеотидов. Хотя им еще только предстоит собрать эти фрагменты внутри живой кишечной палочки, они уже сейчас говорят, что их работа стала важным шагом в создании организмов с новыми свойствами, такими как устойчивость к заражению вирусами. Также она послужит прообразом для проекта Human Genome Project—Write, в котором ученые намерены синтезировать человеческий геном.
Ранее Джордж Черч (George Church) из Гарварда, участвовавший в данном исследовании, и его коллеги показали, что возможно перекодировать фрагменты генома кишечной палочки так, чтобы бактерия производила аминокислоты, которые она не синтезирует в природе. Такие перепрограммированные организмы отличаются высокой устойчивостью к вирусным инфекциям, ведь они не содержат общего для всех природных организмов генетического механизма, который вирусы используют для своего размножения. Они также могут быть сделаны полностью зависимыми от синтетических аминокислот, чтобы развеять опасения по поводу того, что такие бактерии случайно проникнут за пределы лаборатории и начнут сеять хаос в природе.
Сейчас Черч и его коллеги пытаются сшить отдельные фрагменты ДНК в полноценный геном кишечной палочки, чтобы проверить будет ли жизнеспособен такой организм. По оценке Джорджа Черча, эта работа займет от четырех месяцев до четырех лет в зависимости от того, насколько велики будут трудности, с которыми столкнутся генетики.
Результаты исследования представлены в журнале Science.
