Cercetătorii au creat cea mai sintetică formă de viață de pe Pământ

O echipă de oameni de știință a creat cea mai sintetică formă de viață de pe Pământ: o bacterie cu un cod genetic mai simplificat și mai modificat decât orice altă formă de viață.

Cea mai sintetică formă de viață de pe Pământ, o versiune de Escherichia coli denumită Syn57, a fost proiectată să își construiască organismul folosind doar 57 dintre cei 64 de „codoni” care au stat la baza tuturor organismelor vii timp de miliarde de ani.

Rețeta vieții este scrisă într-un limbaj format din 64 de codoni diferiți, fiecare alcătuit dintr-un triplet de nucleotide. Aceste „cuvinte” de câte trei litere compun ADN-ul și ARN-ul și le oferă celulelor instrucțiunile necesare pentru a transforma materia brută în aminoacizi, blocurile fundamentale din care se formează proteinele.

Când o celulă sintetizează proteine, ea „citește” secvența de codoni pentru a afla ce aminoacizi să adauge și când să se oprească. Totuși, acest sistem conține numeroase duplicări inexplicabile: pentru cei 20 de aminoacizi necesari, există mai mulți codoni sinonimi care dau aceeași instrucțiune.

A fost creată cea mai sintetică formă de viață de pe Pământ

Syn57 elimină o parte dintre acești codoni redundanți. Deși și alte echipe de cercetare au lucrat la acest obiectiv, grupul de la Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology din Marea Britanie este primul care a redus un genom până la pragul de 57 de codoni, depășind recordul anterior de 61, notează Science Alert.

Pentru a reuși acest lucru, cercetătorii au reconstruit genomul bacteriei de la zero. Ei au eliminat patru dintre cei șase codoni pentru serină, doi dintre cei patru pentru alanină și un codon de „stop”. Oriunde apăreau acești codoni în genom, au fost înlocuiți cu sinonime care dau aceeași instrucțiune biologică.

În total, au fost necesare peste 101.000 de modificări ale codului genetic. Planul a fost realizat pe calculator, în fragmente de câte 100 kilobiți, apoi secvențele au fost asamblate pas cu pas. Pentru a evita introducerea unor erori fatale, fragmentele genomului sintetic au fost testate în bacterii vii, până la obținerea versiunii finale complet sintetice.

„Au existat momente în care ne întrebam: Oare ne vom bloca definitiv sau putem duce proiectul la capăt?”, a mărturisit Wesley Robertson, biolog sintetic și coautor al studiului.

Această bacterie sintetică ar putea fi imună la virusuri

Realizarea demonstrează că viața poate supraviețui cu un cod genetic mult mai redus. Mai mult, deschide posibilitatea ca cei șapte codoni „eliberați” să fie utilizați pentru funcții noi.

„Syn57 oferă spațiu pentru introducerea unor aminoacizi necanonici suplimentari, ceea ce creează oportunități mai mari de a extinde codul genetic”, a declarat echipa de cercetare. Acest lucru ar putea permite dezvoltarea de polimeri și macrocicluri sintetice inovatoare.

Un alt avantaj este că genomul atipic al bacteriei ar putea fi imposibil de „citit” de către virusuri, care în mod normal infectează bacteriile prin preluarea mecanismelor lor de producere a proteinelor. Astfel, Syn57 ar putea fi rezistent la infecțiile virale, reducând pierderile din producția industrială de proteine bacteriene, unde epidemiile virale sunt o problemă majoră.

În plus, această particularitate genetică ar putea acționa ca o măsură de siguranță, împiedicând răspândirea genelor modificate în mediul natural. „Putem preveni astfel scurgerea de informație genetică din organismul nostru sintetic”, a explicat Robertson.

„Acest proiect arată cum sintetizarea de genomuri poate duce secvențele genetice ale organismelor în regiuni complet noi, care nu au fost accesate de viața naturală”, au concluzionat cercetătorii.

Rezultatele studiului au fost publicate în revista Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Chiar și atunci când doar vedem o persoană bolnavă, sistemul imunitar intră în acțiune

Gestul simplu care ajută sănătatea inimii după menopauză

Amintirile se mișcă fizic în creier, spun cercetătorii

Ce este sindromul Stendhal: Afecțiunea ciudată în care atacurile de panică se întâlnesc cu arta