Rad na stvaranju pekarskog kvasca označava veliki napredak u sposobnosti stvaranja koda života. Iako genetske modifikacije menjaju samo mali broj gena pri formiranju nove jedinke, novi pristup omogućava naučnicima da prepišu cele genome.
Tako oni uklanjaju višak genetskog materijala i nestabilne delove koji se akumuliraju milionima godina evolucije, a pritom dodaju novu DNK.
Istraživanje daje naučnicima dublji uvid u osnovna pitanja kako DNK funkcioniše u živim organizmima, ali ta tehnologija će stvoriti i mikrobe, biljke i životinje u jednom trenutku.
Njih bi naučnici stvarali da ispunjavaju određenu ljudsku potrebu, sa genomom koji će im omogućiti da stvaraju lekove i vakcine, pretvaraju otpad u energiju i čak gaje organe pogodne za transplantacije.
U seriji naučnih radova koje je u četvrtak objavio časopis “Science”, međunarodni tim naučnika uključenih u “Projekat sintetičkog kvasca”, predvođen Džefom Bekom sa Univerziteta u Njujorku, opisuje kako su koristili računar da dizajniraju svaki od 16 hromozoma koje nosi prirodni pekarski kvasac.
Da bi to učinili, oni su koristili sekvence G, T, C i A i napravili na hiljade promena, kako bi uklonili nizove koji su im se činili nepotrebnim. Konačna verzija genoma bila je osam procenata kraća od one koja se nalazi u prirodi.
Zatim su izgradili pet hromozoma od hemikalija koje su imali u laboratoriji. Otkako je rad predat za objavljivanje, stvorena je gotovo polovina genoma tog mikroorganizma.
Jedan od hromozoma sadrži više od milion genetičkih slova i najduži je hromozom ikad stvoren u veštačkim uslovima.
Patrik Jići Kai, genetičar tima Univerziteta u Edinburgu, kaže da su hromozomi stvoreni od delova DNK dodavani jedan po jedan prirodnim ćelijama kvasca, kako bi se testiralo da li rade.
Na posletku, kompletna prirodna DNK biće zamenjena sintetičkom.
Kai povezuje ovaj proces sa izmenama pasusa u knjizi – jednog po jednog – dok se na kraju ne promeni celo poglavlje.
Tehnologija je trenutno skupa i zahteva mnogo vremena. Recimo, da se napravi DNK pekarskog kvasca, košta barem 1,25 miliona dolara, a za stvaranje svakog hromozoma potrebno je barem godinu dana. Međutim, naučnici očekuju da će se troškovi vs remenom smanjiti, baš kao što su se od 2003. do danas smanjili troškovi genetskog sekvenciranja.
Beke kaže da će svih 16 hromozoma biti napravljeno i testirano na ćelijama do kraja ove godine, a do kraja 2018. biće stvorene ćelije koje funkcionišu na osnovu potpuno veštačkih sintetičkih hromozoma.
Konačni potez biće pravljenje dodatnog 17. hromozoma od osnovnih gradivnih materijala.
Iako su naučnici ranije napravili genome bakterija i virusa, poslednji rad je fokusiran na složeniji organizam sa jasno definisanim jedrom. Ove ćelije pripadaju grupi “eukariota”, u koje spadaju i biljke, životinje i ljudi.
Zahvaljujući tome što genetika sintetičkog kvasca može da se promeni po volji, naučnici će moći da mu dodaju razne osobine koje dosad nije imao: da brže raste ili da preživljava na višim temperaturama.
Pol Frimont, koji proučava sintetičku biologiju na Imperijal koledžu u Londonu, nazvao je ovaj rad “neverovatnim napretkom u našoj sposobnosti da hemijski sintetišemo same osnove života”.
Istraživači su već počeli da diskutuju o tome šta će sledeće praviti. Među mogućim izborima su valjkasti crvi, biljke, pa čak i ćelije sisara.
Na kraju, životinje poput svinja mogle bi da imaju genome dizajnirane tako da njihove organe čine pogodnim za transplantaciju kod ljudi. Takođe, ćelije sisara već se koriste za proizvodnju lekova kao što je insulin za dijabetičare.
