Генетики из Гарвардской медицинской школы в Массачусетсе (США), под руководством профессора Джорджа Черча (George Church) впервые смогли полностью синтезировать и при этом радикально перепрограммировать геном бактерии кишечной палочки (E.coli). Более того, они уже успешно пересадили около половины его обратно в живую клетку. Отчет об этой работе опубликован в журнале Science, коротко его пересказывает сайт журнала Nature.
Черчу с коллегами удалось снизить количество кодонов — триплетов нуклеотидных остатков, каждый из которых кодирует в ДНК одну аминокислоту — с 64 до 57. Сделать это получилось благодаря тому, что некоторые триплеты кодируют одну и ту же аминокислоту. Например, все кодоны ЦЦЦ ученые заменили на ЦЦГ, и функции генома при этом никак не пострадали. Более того, они также убрали все «стоп-кодоны», показывающие, что синтез определенной аминокислоты завершен — как оказалось, без них вполне можно обойтись.
Всего в ходе работы было заменено 3,8% базовых пар ДНК. Сделать это удалось, разбив геном бактерии на 55 фрагментов по 50 тыс. базовых пар в каждом, и синтезировав каждый из фрагментов в лаборатории отдельно.
В Гарвардской медицинской школе пошли даже еще дальше, и уже начали пересаживать эти перепрограммированные участки в геном живой бактерии кишечной палочки, заменяя на них оригинальные. Таким образом было заменено уже 63% генов, и лишь со считанными единицами возникли какие-либо проблемы, рапортуют авторы.
«Снижение количества кодонов с 64 до 57 представляет собой большое изменение природного материала, — прокомментировал работу коллег Фаррен Айзекс (Farren Isaacs), биохимик из Йельского университета (США), ранее работавший с командой Черча. — Это важный шаг вперед, показывающий степень изменяемости генетического кода и возможность получения организмов с новыми свойствами путем перепрограммирования ДНК».
«Это проект беспрецедентного масштаба: впервые полностью синтезирован такой большой геном, и так сильно при этом модифицирован», — согласился Марк Лахойе (Marc Lajoie) из университета Вашингтона в Сиэттле. Сами авторы работы называют ее одним из подготовительных шагов к проекту Human Genome Project—Write, в рамках которого планируется полностью синтезировать геном человека.
Напомним, недавно другому научному коллективу удалось запрограммировать ДНК живой клетки таким образом, что она смогла запоминать цепочку событий и реагировать на нее.
