Синият цвят на колониите показва, че трансплантацията на генома е била успешна. Снимки на обсъжданата статия в науката

Американски учени провеждат първата успешна операция в света за трансплантация цял геном от един вид в друг бактериални. В резултат на това микробите са придобили всички свойства на видовете, чиито геном ги трансплантира. Успехът на този експеримент - важна стъпка към създаването на изкуствени живи организми.

Учени от Института по Крейг Вентер (J. Craig Venter Institute) през последните 10 години, уверено се движат към голямата цел - създаването на изкуствени организми с желаните свойства. Практическото значение на тази работа може да бъде непоносимо. Например, един план за създаване на микроби, които ще произвеждат големи количества евтини горива. Основната идея е да се създаде минимален набор от гени, необходими за поддържането на бактериите добавят към гени, кодиращи полезни функции (например, водород, синтез), изкуствено синтезиран конструиран ген, и се въвежда в дневна бактерия собствен геном, който трябва да бъде някак начин отстранени.

Работата се провежда предимно с бактериите от рода Mycoplasma. Това е доста широка (около 180 вида) група паразитни бактерии, които причиняват различни заболявания в растения, животни и хора. Mycoplasma имат редица уникални свойства, които ги правят много удобен обект за подобни изследвания. Геномите на микоплазми са много малки (от 600 до 1400 хиляди базови двойки.) И добре проучени - до момента, моля, прочетете геномите на 14 вида. За разлика от по-голямата част от други бактерии с малки геноми, микоплазми, не се задължават вътреклетъчни паразити - те могат да живеят извън клетката гостоприемник, така че те могат да се отглеждат по обичайния начин върху хранителна среда. Вярно е, че средата трябва да е много богат - микоплазми са много взискателни в това отношение, защото им липсва гените, необходими за синтеза на много жизненоважни вещества. Накрая, микоплазма не твърда клетъчна стена, характерни за по-голямата част от бактерии. Mycoplasma клетки са заобиколени от тънък плазмена мембрана и еластична. Това значително улеснява обмена на наследствения материал между клетките.

Крейг Вентър - едноименната основател на Института, пионер на геномни изследователи и един от най-цитираните учени на модерните времена (снимка от www.harrywalker.com място)

С изучаването на геномите на микоплазми, Крейг Вентър и колегите му вече са много близо до разбирането на това, което би трябвало да бъде "минимален геном" на бъдещите изкуствени микроби. Синтез на изкуствени геномни фрагменти са в ход, синтеза на бактериална геном - в очите. Въпреки това, до сега никой не е успял да се трансплантира геном в жива бактериална клетка. Някои фрагменти от геномите на дългосрочен трансплантация, както и че учените имат много помощ на разположение на естествените механизми бактериалните за обмен на генетичен материал. Този обмен на бактерии в света по три основни начина:

• Конюгиране: Две бактерии са съединени с помощта на специални протеинови тубули - пили, бактерията донора и реципиента бактерията трансфери част на своя геном;
• вирусна трансдукция: вируси, преминаване от една клетка към друга, може да вземете парчета с бактериален геном;
• естествен трансформация: бактерии понякога просто "гадно" фрагменти на ДНК от околната среда и при определени условия, да ги включва в своя геном.

Въпреки това, във всички тези случаи става дума за прехвърляне на само относително малки части от генома.

Mycoplasma пълзи по повърхността на клетката гостоприемник (изображение от www.primer.ru на сайта)

След кратко време между клетките Mycoplasma capricolum появи с признаци на бактерии Mycoplasma mycoides. Третирана култури от бактерии антибиотик, изследователите убити микробите, които не са включени чужда ДНК, а останалите са подложени на контрол. До всички индикации, че е много реални М. mycoides. Нито гени, нито протеините, характерни за оригинален вид Mycoplasma capricolum, не могат да ги намерят. Антитела селективно реагира на повърхностни протеини Mycoplasma capricolum, не са свързани към тези средства, за разлика от антитела, които разпознават повърхностни протеини Mycoplasma mycoides (син цвят на колонии в картината сигнал за успеха на един от тези имунологични тестове).

Допълнителни изследвания ще покаже дали prodelyvat подобни манипулации с други бактерии получатели и други геноми. Възможно е включване на ген способен противник само микроби без клетъчна стена - в този случай микоплазма вероятно да продължи да остане само на обекти за такива експерименти. Както и да е направил много работа побърза Крейг Вентър си заветната цел - създаването на изкуствен микроб. Изглежда, че тази цел може да бъде постигната в рамките на няколко години. Между другото, в САЩ сега са активно обсъди етични и правни проблеми, свързани с предстоящото създаване на изкуствени организми. Най-разгорещен дебат става за това, дали тези организми ще бъде патентована.