Βακτήριο «Φρανκενστάιν» ξαναγράφει την ιστορία της ζωής πάνω στη Γη
Το βακτήριο Syn57 δείχνει ότι η ζωή μπορεί να επιβιώσει με λιγότερα γονίδια ανοίγοντας δρόμο για νέες τεχνολογίες.
Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Science περιγράφεται η δημιουργία μιας συνθετικής μορφής ζωής, της πιο συνθετικής έως τώρα, κάτι που ανατρέπει όσα πιστεύαμε μέχρι τώρα για το DNA και τα κύτταρα. Οι επιστήμονες που υπογράφουν την εν λόγω μελέτη κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα βακτήριο-ζόμπι πειράζοντας τον γενετικό κώδικα και ανοίγοντας νέους δρόμους στη βιολογία και τη γενετική μηχανική.
Όπως διαβάζουμε στο Science Alert, πρόκειται για ένα ειδικά τροποποιημένο στέλεχος του γνωστού βακτηρίου E. coli, που ονομάστηκε Syn57, και το οποίο λειτουργεί με έναν κώδικα ζωής πιο συνοπτικό και πιο «πειραγμένο» από οποιονδήποτε άλλο οργανισμό. Η ανακάλυψη αυτή αποδεικνύει πως η ζωή μπορεί να συνεχίσει να υπάρχει ακόμη και με διαφορετικές «οδηγίες», κάτι που μέχρι τώρα θεωρούνταν απίθανο.
Ξαναγράφοντας τον γενετικό κώδικα από την αρχή
Στη φύση, όλα τα όντα «γράφουν» τον γενετικό τους κώδικα με μια γλώσσα που διαθέτει 4 «γράμματα» και σχηματίζει 64 «λέξεις» με τη διάταξη των 4 γραμμάτων σε τριάδες (κωδικόνια). Οι «λέξεις» αντιστοιχίζονται με τα 20 φυσικά αμινοξέα και σχηματίζουν «προτάσεις» (γονίδια) Κάθε «πρόταση» «μεταφράζεται» σε πρωτεΐνες, με συνδυασμούς των 20 αμινοξέων. Οι ερευνητές του Syn57 αποφάσισαν να αφαιρέσουν όλες τις μη-απαραίτητες «λέξεις» φτάνοντας το γενετικό κώδικα σε μόλις 57.
Για να το επιτύχουν, οι επιστήμονες ξεκίνησαν να ξαναγράφουν το γονιδίωμα από την αρχή, διαγράφοντας επαναλαμβανόμενα κωδικόνια και αντικαθιστώντας τα με συνώνυμα που δίνουν τις ίδιες εντολές. Συνολικά χρειάστηκαν περισσότερες από 101.000 αλλαγές στον γενετικό κώδικα, μια εργασία τιτάνιας κλίμακας που σχεδιάστηκε στον υπολογιστή και στη συνέχεια υλοποιήθηκε κομμάτι κομμάτι στο εργαστήριο. Το αποτέλεσμα ήταν η δημιουργία ενός πλήρως συνθετικού μικροοργανισμού που ζει και πολλαπλασιάζεται κανονικά, παρότι βασίζεται σε έναν «κουτσουρεμένο» οδηγό.
Η διαδικασία δεν ήταν εύκολη, καθώς οι ερευνητές έπρεπε να δοκιμάζουν μικρά τμήματα του νέου γονιδιώματος μέσα σε ζωντανά βακτήρια, βήμα βήμα, για να βεβαιωθούν ότι δεν εισάγουν αλλαγές επικίνδυνες για την επιβίωση του οργανισμού. Παρά τις δυσκολίες, κατάφεραν να συναρμολογήσουν το Syn57, αποδεικνύοντας πως η ζωή μπορεί να είναι πολύ πιο ευέλικτη απ’ όσο φανταζόμασταν.
Νέες δυνατότητες για συνθετική βιολογία
Η σημασία της δημιουργίας δεν περιορίζεται στη θεωρία. Αφαιρώντας τα περιττά κωδικόνια, οι επιστήμονες απελευθέρωσαν χώρο στον γενετικό κώδικα για να ενσωματώσουν νέες λειτουργίες. Στο μέλλον, αυτά τα «ελεύθερα» κωδικόνια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την εισαγωγή μη φυσικών αμινοξέων, κάτι που θα επιτρέψει τη δημιουργία νέων υλικών, συνθετικών πολυμερών ή ακόμη και πρωτεϊνών με ιδιότητες που δεν υπάρχουν πουθενά στη φύση.
Ανθεκτικό σε ιούς και ασφαλές για το περιβάλλον
Ένα ακόμη πλεονέκτημα είναι ότι ο κώδικας του Syn57 δεν μπορεί να «διαβαστεί» από φυσικούς μικροοργανισμούς, π.χ. ιούς. Αυτό σημαίνει πως το νέο βακτήριο είναι ανθεκτικό σε μολύνσεις που συχνά καταστρέφουν καλλιέργειες βακτηρίων σε βιομηχανικές εφαρμογές, μειώνοντας το κόστος παραγωγής πρωτεϊνών ή άλλων βιολογικών προϊόντων. Παράλληλα, η αδυναμία επικοινωνίας με τον φυσικό κόσμο λειτουργεί και ως ένα είδος «γενετικής καραντίνας», καθώς περιορίζει τον κίνδυνο να ξεφύγουν μεταλλαγμένα γονίδια στο περιβάλλον. Η επιτυχία αυτή δείχνει ότι η επιστήμη κατόρθωσε ό,τι η ίδια η φύση κατάφερε μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης. Το Syn57 είναι ένα ζωντανό παράδειγμα του πώς η βιολογία μπορεί να φανεί χρήσιμη τόσο την ιατρική όσο και τη βιομηχανία.
