Szegedi kutatók alapozták meg az első mesterséges élet létrehozásához vezető áttörő eredményt

A Nature május 15-én közölte annak a világraszóló kutatásnak az eredményét, amely szerint elsőként sikerült mesterséges élőlényt előállítani és életben tartani. 

A Cambridge-i Egyetem kutatói olyan mesterséges genomot hoztak létre, amely tartalmazza a baktérium életben maradásához szükséges részleteket, a többi alkotóelemet viszont eltávolították. A szakértők a kísérlet során egy természetes módon létrejött élőlényt alakítottak át mesterséges organizmussá.  

A Magyar Tudományos Akadémia honlapján közzétett beszámoló szerint a tudományos eredményhez magyar kutatók is jelentősen hozzájárultak, bár az ő kutatásuk egész másra irányult. 

A szegedi kólibaktérium

Pósfai György molekuláris biológus, az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában működő Biokémiai Intézetének igazgatója és kutatócsoportja hozta létre azt az egyszerűsített genomú Escherichia coli baktériumtörzset, amelynek DNS-ét a cambridge-i kutatók lecserélték.

„Nem akármilyen, a laboratóriumokban vagy az iparban gyakran használt, »vad« kólibaktérium DNS-ét vették alapul a szintetikus variánshoz, hanem az MTA SZBK Biokémiai Intézetének Genommérnöki Csoportjában készített, MDS42 nevűét. (A betegségért, kóros állapotért felelős gén mutáns, szabályos alléljét normális, vagy vad típusú génnek nevezzük.)

A név egy genetikailag erősen egyszerűsített kólibaktériumra utal (Multiple Deletion Strain, 42 kiejtett genomszakasszal). Többéves munkával – amelybe elsősorban bioinformatikai segítséggel egy amerikai kutatócsoport is bekapcsolódott – precízen elimináltuk a baktérium genomjából a fölöslegesnek, illetve a kutatási-ipari felhasználás szempontjából károsnak ítélt géneket.     

A szegedi intézet igazgatója szerint Cambridge-ben azért választották az ő kólibaktériumukat, mert „a 4,6 millió nukleotid helyett kevesebb mint 4 milliót kellett összeszerkeszteni”, és mert „hiányzott már belőle sok, a felhasználás szempontjából igazoltan felesleges vagy káros szakasz (pl. a mutációkat, genetikai instabilitást okozó „ugráló” gének)”

– írja az MTA honlapján Pósfai. 

A kólibaktérium kromoszómájának sematikus térképe. A belső kör (fekete) mutatja az eredeti baktérium genomját (4434 gén). Piros blokkok jelölik az MDS42 változatban kiejtett genomszakaszokat (42 szakasz, összesen 704 gén).Forrás: Pósfai György

Szintetikus élet

Pósfai szerint a cambridge-i kollégái „már ismert módszereket fűztek egybe ahhoz, hogy a tervezett kódolási módosításokat beépítve lemásolják a kólibaktérium teljes DNS-ét (genomját). A folyamat a DNS nukleotidsorrendjének megtervezésével, majd kis darabokban történő kémiai szintézisével indul. Ezeket a kisebb szakaszokat nagyobbakká (100 ezer nukleotidnyi genomszakaszokká) fűzik össze, ehhez a laboratóriumban jól kezelhető élesztőt is igénybe veszik mint köztes gazdát. A nagy genomszakaszokat azután sorban a kólisejtbe juttatják, lecserélve az eredeti, természetes szakaszokat. A végeredmény egy olyan baktérium, amelynek teljes DNS-molekulája szintetikus eredetű. Az új DNS pedig az eredeti információ mellett új, beletervezett, akár globális érvényű módosításokat is hordozhat. Az itt alkalmazott folyamat mintaként szolgálhat másféle sejtek teljes genomjának nagyszabású átalakításához is. Ráadásul a lépések egy része automatizálható, megkönnyítve a jövőbeni hasonló munkákat”. 

Pósfai szerint mindez „jó példa arra, hogy egy alapvetően alapkutatási projekt később – előre nem látott módon – egy igencsak hasznos alkalmazásokkal kecsegtető munka kiindulópontjává válhat”.

A szegedi Biokémiai Intézet igazgatója úgy véli, hogy a „szintetikus genomú baktérium valószínűleg nem lesz sokáig világrekorder a mesterségesség »versenyében«. Még drasztikusabban átalakított genetikai kódrendszerű kólibaktérium is készülőben van (szintén MDS42-alapokon), más szintetikus baktériumgenomokat is terveznek, és nincs messze a mesterséges genomú, 12 millió nukleotidból összeálló élesztőgenom befejezése sem”.

Kapcsolódó cikkeink korábbról: