Genome Discovery har nøglen til designerorganismer

I mere end 20 år har J. Craig Venter forsøgt at lave en celle med færrest mulige gener i håbet om, at den afklædte celle ville fortælle os noget om livets fornødenheder.

I et blad offentliggjort i dag i Videnskab , meddelte Venter og hans team, at de har taget et stort skridt mod det mål - og fandt nogle overraskelser undervejs.

Delelisten over grundlæggende liv er en tredjedel længere, end forskerne havde troet, sagde Venter, der er kendt for at vinde kapløbet om at kortlægge det menneskelige genom. Og det afhænger meget mere af konteksten, end de havde indset.

At få deres syntetiske celle til at replikere og vokse hurtigt nok til at bruge i laboratoriet tog 473 gener, hvoraf 149 har en uklar funktion.

Venter, grundlægger, formand og administrerende direktør for J. Craig Venter Institute, som ledede forskningen, sagde, at han startede sin jagt, idet han antog, at han ville være i stand til at udpege de enkelte eller få gener, der er ansvarlige for denne eller hin egenskab. I stedet sagde han på en onsdags pressekonference, at han har lært, at funktioner, sygdomme og grundlæggende eksistens er afhængige af samspillet mellem mange gener.

Livet er meget mere som et symfoniorkester end en piccolospiller, sagde han.

De fleste af applikationerne til denne syntetiske celle er år eller årtier tilbage, men det er et vigtigt videnskabeligt fremskridt.

En klynge af syntetiske celler med de færreste gener, der er nødvendige for at vokse og dele sig. I kulturer danner disse såkaldte JCVI-syn.30-celler en række forskellige strukturer.

Dette er virkelig nyttigt for at give dig et indblik i, hvad der egentlig er den minimale reservedelsliste, der skal til for at holde en organisme i gang, sagde Jef Boeke, direktør for Institute for Systems Genetics ved New York Universitys Langone Medical Center. Der er en enorm værdi i forhold til at forstå de grundlæggende ledninger af en celle.

Den syntetiske celle, kaldet JCVI-syn3.0, har også potentielle anvendelser til at fremme medicin, ernæring, landbrug, biobrændstoffer og biokemikalier, sagde Dan Gibson, vicepræsident for DNA Technology for Synthetic Genomics, et firma startet af Venter for at kommercialisere genetiske fremskridt , som også var med i det nye arbejde.

Vores langsigtede vision er at have evnen til at designe og bygge syntetiske organismer efter behov, der udfører specifikke funktioner, der er programmeret ind i det cellulære genom, skrev Gibson i en opfølgende e-mail. Syntetiske celler med en minimal stykliste ville afsætte maksimal energi til deres formål - de ville simpelthen vokse og dele sig og lave det produkt, der var programmeret ind i cellen.

Da Venter blev spurgt om specifikke eksempler på anvendelser, nævnte Venter syntetiske antibiotika og et igangværende samarbejde mellem Synthetic Genomics og United Therapeutics om at dyrke transplanterbare organer i grise. Mennesker kan ikke bruge grisehjerter, lunger eller lever på grund af risikoen for afstødning og sygdomme, men virksomhederne forsøger at lave ændringer i grisegenomet for at gøre det muligt.

Genetiker George Church fra Harvard University foretrækker at redigere funktioner i eksisterende genomer frem for at bygge op fra bunden. Church sagde, at JCVI-syn3.0 er en betydelig akademisk præstation, men han ser ikke meget praktisk brug for det på kort sigt.

Jeg vil ikke være uhøflig, sagde Church. Jeg synes, det er en dejlig ting, de gjorde.

Som en videnskabelig bedrift, sagde Church, var han mere imponeret over gruppens tidligere arbejde udført for mere end fem år siden, som viste, at holdet kunne syntetisere et meget større genom, der er meget tættere på den kompleksitet, der er nødvendig for anvendelser i den virkelige verden.

Venter sagde, at arbejdet viser, hvor langt vi stadig skal gå for at forstå genomerne af selv de simpleste væsner.

Det faktum, at det har taget et meget dedikeret, ekstremt kompetent team med en nobelprismodtager, tre National Academy of Science-medlemmer og nogle geniale juniorforskere, så længe at nå så langt, fortæller os meget om livets grundlæggende principper og siger de næste faser Det bliver ikke trivielt, sagde han.

skjule