Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0
На днях в институте Крейга Вентера впервые в мире изготовили полностью синтетическую бактерию, которую назвали mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. Mycoplasma mycoides - так называется бактерия-прототип, JCVI - сокращенное название института, syn означает, что бактерия синтетическая, 1.0 - версия организма.
Mycoplasma - род примитивных бактерий, не имеющих жесткой клеточной оболочки. Многие микоплазмы являются паразитическими, так, mycoplasma pneumoniae может вызвать у человека воспаление легких, а mycoplasma genitalium - нечто вроде триппера. Mycoplasma mycoides вызывает воспаление легких у коз и коров. Генетически микоплазмы - самые простые из всех существующих в природе клеточных организмов, геном микоплазмы содержит около 500 генов и весит примерно 250 килобайт. Для сравнения, человеческий геном содержит 20-30 тысяч генов и весит 750 мегабайт.
Суть проведенного эксперимента заключалась примерно в следующем. Уже довольно давно в биологических лабораториях практикуется синтез в пробирке длинных последовательностей ДНК в тысячи, а то и десятки тысяч нуклеотидов. Полученные искусственные гены встраивают в геномы разных организмов и смотрят, что получится. В этот раз ученые синтезировали с нуля цепочку длиной в миллион нуклеотидов и не встраивали ее в чужой геном, а поместили в бактерию mycoplasma capricolum, из которой родной геном удалили. Для этого пришлось разработать особую технологию, предполагающую раздельный синтез отдельных фрагментов получаемой ДНК, их размножение в специальных инкубаторах на основе кишечной палочки и, затем, склеивание в финальную цепочку. На каждой стадии технологической цепочки получающиеся ДНК многократно проверялись, чтобы в итоге получилось именно то, что надо, а не то, что получится.
Можно провести такую аналогию из компьютерного мира. Пусть у нас есть некая программа, скажем, шифровалка, которая реализует сложный и не до конца понятный алгоритм. Реверс-инжинирингом алгоритм вроде бы восстановлен, но есть некоторые сомнения. Что в такой ситуации делает толковый кодокопатель? Один из возможных вариантов: берет среду программирования и переписывает анализируемый алгоритм с нуля, опираясь только на свои представления о нем, а не на копипасту изучаемого кода. Если переписанный алгоритм работает как надо - вероятно, он был восстановлен правильно.
Полученную бактерию JCVI-syn1.0 размножили, а затем посмотрели, что у нее творится в геноме. Обнаружилось, что получилось нечто очень похожее на mycoplasma mycoides, замечено всего около 100 отличий. Это мутации, случившиеся из-за несовершенства примененной технологии. Самая неожиданная мутация - один транспозон пробрался в синтезируемый геном из генома кишечной палочки, которую использовали в качестве промежуточного инкубатора для создаваемых генов.
Можно ли считать, что создана искусственная жизнь? Да, можно. Из неживых химических реактивов биологи собрали настоящий функциональный геном, который нормально управляет настоящей живой бактерией. Правда, для первоначального запуска новой жизни пришлось поместить этот геном в живую бактерию другого вида, так что эксперимент не совсем чистый. Но, с другой стороны, автомобильный двигатель тоже запускается не сам, а внешним стартером, но это не повод говорить, что автомобиль не может сам ехать и вообще ненастоящий.
Можео ли считать, что создан новый вид живого организма? Пожалуй, нет. Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 отличается от оригинальной mycoplasma mycoides, но эти отличия не были внесены сознательно, это просто ошибки отлаживаемой технологии. Но с помощью той же самой технологии можно создавать организмы и новых, не существующих в природе, видов. Это, видимо, станет одним из следующих шагов в данном направлении.