Создание искусственной жизни из 473 генов: большой шаг вперед для человечества

Это большой шаг вперед для биологии, позволяющий глубже понять тайны эволюционной истории и открывающий новые направления в разработке новых поколений микроорганизмов, создании лекарств, топлива и во многих других областях в будущем.

Для сравнения, в организме человека и плодовых мушек насчитывается более 20 000 генов. Таким образом, это открытие стало важным поворотным моментом в понимании человечеством биологии. Оно может пролить свет на таинственную историю эволюции жизни в первозданных океанах более 3 миллиардов лет назад. Оно может стать основой для формирования нового поколения организмов, специально предназначенных для производства антибиотиков, новых видов топлива и новых лекарств. Его применение распространяется на многие другие области, включая медицину, энергетику и изучение изменения климата.

Новый созданный в лаборатории организм, который учёные назвали JCVI Syn3.0, имеет всего 473 гена. Из них 149 имеют неизвестные функции. Он удваивается в размере каждые три часа в чашке Петри. Исследование, опубликованное в журнале Science, было проведено под руководством биолога Дж. Крейга Вентера, президента Института Дж. Крейга Вентера в Мэриленде. Вентер сравнил процесс определения необходимых и необязательных генов с попыткой разобрать Boeing 777, чтобы понять, как он работает. «Можно снять двигатели с правого крыла и увидеть, что он может летать и приземляться», — сказал он в интервью. «Вы не осознаёте, что он необходим», пока не снимете также двигатель с левого крыла.

Крейг Вентер считается человеком, который осмелился «бросить вызов Богу», создав искусственную жизнь от Его имени.

Чтобы добиться этого нового результата, команда Вентера не создавала жизнь с нуля. Вместо этого они выбрали гены из существующего организма, что стало шагом вперёд по сравнению с тем, что они сделали в исследовании, опубликованном в журнале Science в 2010 году. Вентер и его команда синтезировали хромосомы бактерий Mycoplasma mycoides. Затем они заменили ДНК бактерий Mycoplasma capricolum синтетическим геном, разработанным на компьютере, создав новую бактерию, которую они назвали JCVI-syn1.0. На тот момент это был самый большой фрагмент ДНК, когда-либо синтезированный, и первый случай, когда синтетическая ДНК была синтезирована достаточно точно, чтобы заменить исходную ДНК клетки.

Следующим шагом было определение минимального количества генов, необходимых для жизни и репликации. Для этого исследователи вырезали гены из Syn 1.0 один за другим, используя имевшиеся на тот момент знания о том, какие гены считались необходимыми для жизни. Используя этот метод, они создали два новых генома. Однако исследователям не удалось встроить их в клетки Mycoplasma capricolum.

В последующих попытках команда разделила 901 ген Syn 1.0 на восемь частей и начала удалять каждую часть, прежде чем собрать ДНК заново и имплантировать её в клетку. Если клетка погибала, значит, удалялся какой-то важный фрагмент. Этот экспериментальный подход в конечном итоге привёл к созданию Syn 2.0 — бактерии с меньшим количеством генов, чем у любого другого живого организма. А теперь и Syn 3.0 с ещё меньшим количеством генов.

«Это просто невероятно», — сказал Бретт Бейкер, профессор Техасского университета в Остине, не принимавший участия в исследовании. «Они каталогизируют все гены и выясняют, какие из них необходимы для жизни, и это довольно удивительно». Бейкер сказал, что необходимые гены с неизвестными функциями — главные цели для будущих исследований. Syn 3.0, безусловно, «огромный шаг вперёд» с момента публикации оригинального исследования в 2010 году, сказал Кристофер Фойгт, профессор биоинженерии в Массачусетском технологическом институте. Хотя другие уже создавали минимальные геномы в прошлом, и эта технология не нова, метод синтеза ДНК клетки, предложенный командой Вентера, прост, но осуществим.

После объявления новых результатов, а точнее, после публикации результатов исследования 2010 года, многие представители научного сообщества выразили обеспокоенность по поводу этого типа искусственных клеток. Они считали, что, когда люди смогли создать жизнь в лабораторных условиях, мы выполнили работу Творцов? И что же будет дальше? Алистер Элфик, биоинженер из Эдинбургского университета (Великобритания), сказал: «Обнаружение стольких генов без определения их функций действительно вызывает тревогу. Но это также очень интересно, поскольку показывает нам, что нам ещё многое предстоит узнать. Это как «тёмная материя» биологии, и нам не стоит слишком беспокоиться об этом».

По данным Tinhte.vn