Канадские ученые создают первую синтетическую форму жизни

Работа над первым в мире рукотворным биологическим видом находится в разгаре в научном комплексе в Роквилле, Мэриленд, а ученые в Канаде ведут эксперименты, чтобы помочь вызвать это существо к жизни, пишет Globe and Mail. 

Роберт Холт из Центра исследований генома Университета Британской Колумбии руководит в своей лаборатории в Ванкувере работой, которой суждено сыграть ключевую роль в производстве первой синтетической формы жизни микроба, синтезированного с начала и до конца. 

Основоположником проекта является американский ученый Крейг Вентер, прославившийся, когда он возглавлял биотехнологическую компанию Celera Genomics, в 2000 году составивший карту генома человека. 

С тех пор 59-летний Вентер сосредоточился не на поиске химических рядов, которые кодируют жизнь, а на попытке сконструировать и построить ее. "Мы переходим от чтения к написанию генетического кода", заявил он. 

Работа является передним краем новой научной области синтетической биологии. Она опирается на достижения компьютерной технологии, позволяющей производить сборку нуклеотидов, из которых строится ДНК. 

Несколько научных групп пытаются создать гены, не существующие в природе, в надежде "сконструировать" микробов, выполняющих полезные задачи: к примеру, производство промышленных химикатов, чистой энергии или лекарств. Вентер и его коллеги доводят технологию до предела, пытаясь синтезировать несуществующий геном. 

"У нас есть генетические коды, которые мы выявили, и частичным доказательством того, что они кодируют организм, является репродукция хромосомы и выяснение, даст ли она тот же результат", сказал он. 

Группа Вентера начинает с малого, работая над созданием простой бактерии Mycoplasma genitalium, обычного жителя репродуктивной системы человека. Они надеются определить минимальное количество генов, необходимых для того, чтобы вдохнуть жизнь в организм. 

Это одноклеточная бактерия имеет только одну хромосому с 517 генами. Но ученые полагают, что их рукотворная "модель" сможет жить с 250-400 генами, каждый из которых они создают сами. 

"Я делал это с машинами, часами, радиоприемниками, сказал Вентер. Сначала разбираешь их, чтобы понять, как они устроены, а потом пытаешься снова собрать". 

Но даже если удастся собрать все 500 тысяч компонентов ДНК, неизвестно, будет ли организм жизнеспособным. 

Холт, уроженец Ванкувера, который работал у Вентера в США до 2002 года, назвал это проблемой курицы и яйца: "Вопрос в том, что вы будете делать с ДНК, когда вы ее получите. Как вы превратите ее в организм? Нужен геном, чтобы закодировать и создать организм. Но, чтобы создать геном, нужен организм". 

Холт и его группа занимаются именно этой проблемой. 

Одним из способов вдохнуть жизнь в созданный в лаборатории геном является трансплантация синтетической ДНК в оболочку существующего микроба. Но, в отличие от человеческой клетки, генетический материал бактерии не собран только в ядре, которое можно вынуть и заменить другим. 

"Их хромосомная ДНК плавает по всему организму", поясняет Холт. Так что ученые в Ванкувере исследуют использование высокого напряжения, чтобы вскрыть бактерию и медленно заполнить ее мелкими фрагментами новой ДНК. 

Метода введения крупных фрагментов не существует. В ходе эксперимента канадские ученые разбивают ДНК бактерии Haemophilus, обитающей в верхних дыхательных путях, на 19 фрагментов и вводят их оболочку кишечной бактерии E.Coli. 

"Такова стратегия, но мы не знаем, будет ли она эффективной", - сказал Холт. 

Проблему, считает Вентер, надо решать начиная с бактерии. Создав компанию Synthetic Genomics, Вентер проводит мысль, что "весь мир открыт" для коммерческого применения создания микроорганизмов, выполняющих конкретные задачи. 

Главной целью своего проекта по созданию синтетической формы жизни он называет понимание сущности жизни, ее эволюции и важных элементов, поддерживающих ее. 

"Мы пытаемся понять человеческий геном с его 24 тысячами генов и 100 триллионами клеток и при этом не знаем, как 300 или 400 генов создают простую живую клетку, сказал он. Поэтому, если мы рассчитываем узнать все о собственном геноме, мы должны начать с того, что действительно можем разобрать на части и снова собрать. Можно сказать, что мы начинаем с четырехцилиндрового двигателя, а не с космического корабля".