Биоконструктор Крейга Вентера

Крейг Вентер, генетик, первым в мире прочитавший геном человека, обогнав при этом громадный международный пул институтов, много лет бившихся над той же проблемой, снова подтвердил свою репутацию специалиста по невозможному.

В последние годы он и его институт (Институт Крейга Вентера в Мериленде, США) занимаются в основном тем, что пытаются создать синтетическую бактерию – то есть бактерию с искусственно созданным геномом. Сначала все выглядело замечательно и триумфально. Сообщили о создании синтетического генома на основе генома бактерии Mycoplasma genitalium, самого короткого из всех известных геномов... Потом запатентовали саму бактерию – на всякий случай, потому что она пока еще не была создана... Потом еще раз, в январе прошлого года, объявили о прорыве в этом направлении… И замолчали.

Это было необычно для Вентера. Правда, и препятствие, вставшее перед его группой, не было обычным. Позже один из соавторов Вентера Санджей Ваши заявит: «Мы были уверены, что стоим перед непреодолимым барьером».

Суть эксперимента состояла в том, чтобы трансплантировать искусственно модифицированный геном одной из простейших бактерий (Mycoplasma mycoides) в клетки другой бактерии (Mycoplasma capricolum), а потом ту же операцию повторить в обратном порядке. Изюминка этой манипуляции в том, что обмен геномами должен был проводиться между клетками разных типов – прокариотами и эукариотами (то есть безъядерными и ядерными), существенно отличающимися между собой по строению и представляющими собой две разные жизненные ветви на Земле.

Образно говоря, ученые собирались превратить бактерию в животное, и наоборот. Этот эксперимент был продолжением их работы двухлетней давности, когда пересадка генома прокариота в клетку эукариота завершилась успешно, правда, геном был не синтезированный, а «родной». Все попытки трансплантировать синтезированный геном оканчивались с тех пор неудачей.

Дело в том, что у клеток тоже есть своеобразная иммунная система, с помощью которой она, обнаружив у себя чужой геном, тут же разрубает его на мелкие кусочки и утилизирует. Трансплантируя в бактериальную клетку «родной», но чужой геном, ученые смогли с этой проблемой справиться, но синтезированный ни на какие ухищрения не поддавался. Именно это Санджей Ваши и назвал «непреодолимым барьером».

Сегодня он наконец преодолен. Ученым Института Крейга Вентера после почти двух лет неудач удалось-таки найти способ обмануть клеточное секьюрити и внедрить в бактериальную клетку собранный по кусочкам чужой геном.

Комментируя это достижение, Аркадий Фрадков, старший научный сотрудник Института биоорганической химии РАН, назвал его важнейшим успехом синтетической генетики и сравнил с олимпийской победой, причем сравнение было не в пользу последней.

«Хотя Вентер и его группа работали с одним из самых коротких в мире геномов, но и здесь им пришлось столкнуться с полумиллионом нуклеотидных оснований, – пояснил он в беседе с корреспондентом «НГ». – Собрать такую массу воедино и практически без ошибок – такое до сих пор никому не удавалось. Реализована новая технология создания синтетических геномов, создана, что еще важнее, технология их трансплантации в бактериальную клетку».

Остаются еще сомнения в жизнеспособности такой химерической клетки, еще неясно, как будет жить и работать в ней пересаженный геном. Но у Вентера, похоже, сомнений на этот счет нет – он публично пообещал, что уже через четыре месяца предъявит публике первую в мире синтетическую бактерию.

Источник: www.ng.ru

Ещё в разделе

Земные микроорганизмы увеличили вероятность обнаружения жизни на Марсе

Земные микроорганизмы увеличили вероятность обнаружения жизни на Марсе

Ученые предложили искать следы существования жизни на Марсе опосредованно.

В Андах нашли микроорганизмы возрастом несколько миллиардов лет

В Андах нашли микроорганизмы возрастом несколько миллиардов лет

Аргентинские ученые обнаружили в соленых озерах в Андах микроорганизмы возрастом несколько миллиардов лет

Могут ли биологические молекулы образовываться в космосе?

Могут ли биологические молекулы образовываться в космосе?

Зародилась ли жизнь на Земле или первые органические молекулы попали на нашу планету из космоса?

Ученые вплотную подошли к разгадке тайны смерти человека

Ученые вплотную подошли к разгадке тайны смерти человека

Биологи шаг за шагом раскрывают тайну жизни и смерти на уровне клетки.

Ученые объяснили механизм свертывания крови

Ученые объяснили механизм свертывания крови

Группа ученых из Гарвардского университета, объяснили молекулярный механизм, ответственный за свертывание крови.

Найдена молекула, способствующая развитию творческого мышления

Найдена молекула, способствующая развитию творческого мышления

Биологическая молекула н-ацетил-аспартат, вырабатываемая клетками головного мозга, способствует развитию творческого мышления у людей с высоким уровнем интеллекта. А обладателям IQ ниже 120 высокие концентрации этого соединения, напротив, мешают проявлять

Ученые нашли в организме человека белок, который замедляет старение

Ученые нашли в организме человека белок, который замедляет старение

Ученые из Института исследования возраста (США) заявили, что им удалось обнаружить в организме человека белок, который замедляет процесс старения. В результате исследования выяснилось, что белок HIF-1 помогает клеткам выживать в том случае, если уровень

Изысканный вкус красной панды

Изысканный вкус красной панды

Согласно исследованию журнала «Наследственность» (Heredity), из всех плотоядных животных только красная панда вместо естественных сахаридов предпочитает аспартам, неотам и сукралозу

С причинами бесплодия помогут разобраться светлячки и медузы

С причинами бесплодия помогут разобраться светлячки и медузы

Гены из организма светлячков и медуз в буквальном смысле проливают свет на возможные причины бесплодия и аутоиммунных заболеваний у людей

В стратосфере открыта новая жизнь

В стратосфере открыта новая жизнь

Три вида микроорганизмов, не встречающиеся на Земле, обнаружены в пробах воздуха, взятых на высоте 41 километр. Об открытии сообщили учёные из индийских Центра клеточной и молекулярной биологии

Новое исследование позволит разработать лекарство от опасной геморрагической лихорадки

Новое исследование позволит разработать лекарство от опасной геморрагической лихорадки

Открытие сотрудников Университета Южной Калифорнии (USC) может привести к созданию вакцины для лечения и профилактики геморрагической лихорадки, которую разносят клещи.

Нематоды стали источником нового класса антибиотиков

Нематоды стали источником нового класса антибиотиков

Международная группа ученых, в состав которой вошли представители из Америки и Франции, объявила о создании нового класса антибиотиков с названием «одилорабдины». Благодаря проведенным испытаниям на мышах удалось подтвердить эффективность лекарства против разных типов бактериальных организмов – грамположительных и грамотрицательных.

У птиц свой, уникальный «компас»

У птиц свой, уникальный «компас»

Как известно, птицы ориентируются по магнитному полю планеты, что в свою очередь помогает им в дальних перелетах. Длительное время было принято считать, что в данном случае большую роль играет наличие большого количества соединений железа, содержащегося в клетках у основания клюва. Но уже в последние годы находится все больше доказательств того, что дело совсем не этом, а в уникальном типе белков, которые вырабатываются в клетках некоторых тканей глаза.

Неужели половые клетки еще полностью не изучены?

Неужели половые клетки еще полностью не изучены?

Группа американо-шведских ученых обнаружила новые структуры спиралевидной формы в составе микротрубочек, входящих в состав жгутика сперматозоида. Ранее неизвестные структуры получили название TAILS. Исследователям пока что неизвестно в чем предназначение вышеупомянутых структур, но есть предположение, что именно они помогают контролировать направление движения сперматозоида.

В организме брюхоногих нашли анальгетик

В организме брюхоногих нашли анальгетик

Американские исследователи из Университета Юты выяснили, что в организме морских улиток содержится соединение Rg1A. Данное соединение может заменить опиоиды в качестве обезболивающего средства. Более того, эксперименты, которые были проведены на грызунах показали, что эффект сохраняется на протяжении трех суток.

В желудке могут образоваться психоактивные вещества

В желудке могут образоваться психоактивные вещества

Американские ученые обнаружили, что каннабидиол (КБД), который не обладает психоактивными качествами, в случае употребления способен превращаться в тетрагидроканнабинол. Это дает четкие объяснения, почему у детей, принимавших КБД для лечения эпилепсии, наблюдались побочные эффекты.

Иммунная система может не только помогать организму

Иммунная система может не только помогать организму

Команда ученых из Ноттингемского университета выяснила, что тяжелые грибковые инфекции, которые спровоцированы плесенью Aspergillus terreus, могут использовать клетки человеческой иммунной системы для распространения по организму, что в конечном итоге становится причиной системного заболевания.

Теперь загар будут получать при помощи половых гормонов

Теперь загар будут получать при помощи половых гормонов

Последнее исследование ученых показало, что пигментация кожи регулируется при посредстве эстрогена и прогестерона, которые являются важнейшими женскими половыми гормонами.

Как акулы видят друг друга

Как акулы видят друг друга

Ученые решили узнать, как акулы видят друг друга, но чтобы достигнуть своей цели, им пришлось сконструировать специальную видеокамеру, которая способна показывать мир глазами вышеупомянутых хищников.

Грудное молоко – зачем оно ребенку

Грудное молоко – зачем оно ребенку

Ученые из Цюрихского института физиологии опубликовали доклад о том, что по их мнению грудное молоко человека может быть самым сложным по своему составу среди всех млекопитающих. Результаты эксперимента показали, что оно содержит более 200 разных сахаров, а это в свою очередь, значительно превышает их количество в молоке коров.

Оценка:

Crackker 14.10.2009 18:39

"обмен геномами должен был проводиться между клетками разных типов – прокариотами и эукариотами" - я явно за последнее время интеллектуально опустился. На какой стадии они эукариот нашли????там бактерия и еще раз бактерия

ondatr 15.10.2009 17:11

Сrackker, автор сообщения, видимо, не понял в чем было дело. Клонирование кусков, а потом и полного генома Вентеровской искуственной микоплазмы проводилось в дрожжах. Видимо, он при этом как-то модифицировался - метилировался и т.д. Поэтому впихнуть клонированную хромосому обратно в микоплазму и оказалось не так просто, как сначала казалось.

Quote

We recently reported the chemical synthesis, assembly, and cloning of a bacterial genome in yeast. To produce a synthetic cell, the genome must be transferred from yeast to a receptive cytoplasm. Here we describe methods to accomplish this. We cloned a Mycoplasma mycoides genome as a yeast centromeric plasmid and then transplanted it into Mycoplasma capricolum to produce a viable M. mycoides cell. While in yeast, the genome was altered by using yeast genetic systems and then transplanted to produce a new strain of M. mycoides. These methods allow the construction of strains that could not be produced with genetic tools available for this bacterium.

http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;325/5948/1693