Έρευνα: Δημιουργήθηκε το πρώτο γονιδίωμα βακτηρίου από υπολογιστή

Επιστήμονες στην Ελβετία δημιούργησαν το πρώτο γονιδίωμα βακτηρίου αποκλειστικά από υπολογιστή. Η βάση δεδομένων του Εθνικού Κέντρου Πληροφοριών Βιοτεχνολογίας των ΗΠΑ, στην οποία είναι αποθηκευμένα όλα τα γονιδιώματα των γνωστών έμβιων οργανισμών του κόσμου, περιλαμβάνει πλέον και το γονιδίωμα του Caulobacter ethensis-2.0, το οποίο παρήχθη με τη μορφή ενός πολύ μεγάλου μορίου DNA, παρόλο που ο ίδιος ο μικροοργανισμός δεν υπάρχει ακόμη.

Οι ερευνητές του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας Ζυρίχης (ΕΤΗ), με επικεφαλής τον καθηγητή πειραματικής βιολογίας συστημάτων, Μπιτ Κρίστεν, δημιούργησαν το συνθετικό γονιδίωμα, το οποίο βασίζεται στο γονιδίωμα ενός αβλαβούς βακτηρίου του γλυκού νερού, του Caulobacter crescentus, που συναντάται στις πηγές, τα ποτάμια και τις λίμνες του κόσμου. Το γονιδίωμα του συνθετικού δημιουργήματος  περιέχει 4.000 γονίδια και από αυτά μόνο τα 680 είναι απολύτως αναγκαία για την επιβίωση του (τουλάχιστον σε συνθήκες εργαστηρίου).

Στο πλαίσιο των εργαστηριακών πειραμάτων τους, έως ότου να πετύχουν αυτό που ήθελαν, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν αυτά τα 680 απολύτως ζωτικά γονίδια του Caulobacter crescentus, για να συνθέσουν στη συνέχεια εξ αρχής το γονιδίωμα ενός άλλου μικροοργανισμού, με τη βοήθεια ενός αλγόριθμου υπολογιστή που ανέπτυξαν οι ίδιοι.

Ο επικεφαλής της έρευνας ανέφερε σχετικά: «Μέσω του αλγόριθμου μας ξαναγράψαμε τελείως το γονιδίωμα (του Caulobacter crescentus) σε μια νέα αλληλουχία γραμμάτων DNA, που δε μοιάζει πλέον καθόλου με την αρχική αλληλουχία, αν και η βιολογική λειτουργία σε επίπεδο πρωτεϊνών παραμένει η ίδια». «Πιστεύουμε ότι σύντομα θα είμαστε σε θέση να παράγουμε λειτουργικά βακτηριακά κύτταρα από ένα τέτοιο γονιδίωμα», πρόσθεσε ο Κρίστεν.

Ακόμη δεν είναι σαφές πότε οι επιστήμονες θα μπορέσουν να δημιουργήσουν το πρώτο συνθετικό βακτήριο με πλήρως τεχνητό γονιδίωμα. Όπως διευκρίνισε ο επικεφαλής της μελέτης, «όσο πολλά υποσχόμενη είναι μια τέτοια έρευνα και όσες δυνητικές εφαρμογές έχει, απαιτείται μια βαθιά συζήτηση στην κοινωνία για τους στόχους αυτής της τεχνολογίας και ταυτόχρονα για το πώς θα αποφευχθούν οι καταχρήσεις της».

Για την ολοκλήρωση της διαδικασίας με τη χρήση του αλγόριθμου χρειάστηκε περίπου ένας χρόνος, ενώ το κόστος του εγχειρήματος υπολογίζεται σε 120.000 ελβετικά φράγκα. Πριν από 11 χρόνια, ο Αμερικάνος βιοτεχνολόγος και βιογενετιστής Κρεγκ Βέντερ δημιούργησε με την ομάδα του το πρώτο βακτηριακό γονιδίωμα, μια προσπάθεια που κράτησε 10 χρόνια και είχε κόστος 40 εκατ. δολάρια.

Οι επιστήμονες δημοσίευσαν τα αποτελέσματα της έρευνάς τους στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS). Με το έργο τους ευελπιστούν να θέσουν τις βάσεις για την μελλοντική αξιοποίηση των συνθετικών μικροοργανισμών σε εφαρμογές βιοτεχνολογίας (π.χ. για την παραγωγή πολύπλοκων φαρμακευτικών μορίων, βιταμινών, εμβολίων DNA κ.α.).

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

Φωτογραφία αρχείου