Впервые создан ген, которого нет в природе

В мае прошлого года генетики из Института Крейга Вентера (США) объявили о создании первой в истории «синтетической клетки»: рукотворную копию генома пересадили в предварительно лишённую ДНК бактерию, которая затем передала его по наследству.

Это был настоящий прорыв, но в эксперименте всё-таки использовалась копия генома, который существует в природе, а вот Майкл Хехт и его коллеги из Принстонского университета (США) впервые смогли показать, что участки ДНК, синтезированные в лаборатории и не имеющие естественных аналогов, тоже могут работать.

Учёные подчёркивают, что это не случайные последовательности, а сознательно выстроенные программные коды для объединения тех или иных аминокислот в определённые структуры — синтетические белки. Сами белки разработаны в прошлом, и их действие заранее известно.

Рис. 1. Колонии кишечных палочек (фото Estafilococa).

Исследователи прибегли к услугам 27 штаммов кишечной палочки, каждый из которых был лишён важного гена: его отсутствие (учитывая бедную питательными веществами среду обитания бактерий) должно было означать скорую гибель организма. Из всей колонии миллион синтезированных последовательностей ДНК получала только одна избранная клетка. Как и ожидалось, именно она выживала, тогда как остальные отправлялись в лучший мир.

Дабы убедиться в том, что главную роль в эксперименте сыграли именно искусственные участки ДНК, а не естественные мутации, с помощью которых палочка приспосабливалась к окружающей среде, учёные несколько раз выделяли геном выживших колоний и пересаживали его другим штаммам. И всякий раз успешно.

Как именно работают синтетические гены, не вполне ясно. Возможно, новые белки имитируют каталитическую активность отсутствующих, а может, они активируют некие неведомые механизмы. Но в заслугу учёным можно вменить уже то, что им удалось показать работоспособность этих механизмов.

Специально для людей, которых ужасают любые попытки дополнить природу, специалисты напоминают: естественные ДНК и аминокислоты — это лишь малая часть того, что имеет право существовать. Эволюция не старается охватить абсолютно все варианты — это просто невозможно сделать.

Кроме того, учёные не стремятся заменить одни процессы другими. Одну и ту же вещь можно сделать разными взаимозаменяемыми способами. Выяснить, что это за способы, — вот задача синтетической биологии.

Результаты исследования опубликованы в статье:

Michael A. Fisher, Kara L. McKinley, Luke H. Bradley, Sara R. Viola, Michael H. Hecht De Novo Designed Proteins from a Library of Artificial Sequences Function in Escherichia Coli and Enable Cell Growth. – PloS One. – текст.

Источник(и):

1. Scientific American

2. compulenta.ru