FoodPro Preloader

Genome swap gjør en mikrobe til en annen


Genetisk modifiserte organismer har vanligvis et eller to gener tilsatt eller erstattet. Så, for eksempel, et gen som fremmer produksjonen av insulin kan bli lagt til en mikrobe som forskere vil forvandle seg til en cellulær fabrikk av diabetesmedisinen. Men nå har mikrobiologer og genetikere ved J. C

Genetisk modifiserte organismer har vanligvis et eller to gener tilsatt eller erstattet. Så, for eksempel, et gen som fremmer produksjonen av insulin kan bli lagt til en mikrobe som forskere vil forvandle seg til en cellulær fabrikk av diabetesmedisinen. Men nå har mikrobiologer og genetikere ved J. Craig Venter Institute i Rockville, MD, overført hele genomet-omtrent 500 gener, i dette tilfellet innkapslet i mer enn en million basepar DNA-fra en mikrobe til en annen, transformerende sistnevnte inn i donor- og vekstutsikter for å designe organismer fra bunnen av for å løse spesifikke problemer, for eksempel verdens avhengighet av fossile brensel eller global oppvarming.
Forskerne jobbet med Mycoplasma mycoides (en mikrobe som infiserer geiter) fordi den har en av de minste genetiske tegninger av en kjent selvrepliserende organisme og mangler cellevegger, noe som gjør det lettere å sette inn nytt DNA. De isolerte hele sin genetiske kode - en kromosom som danner en sirkel - stripper den av alle dens proteiner, og legger deretter gener til å lage en vertsorganisme blå (for å gjøre det enkelt å plukke ut i en petriskål), så vel som resistent mot antibiotisk tetracyklin.
Forskerne la til nærliggende Mycoplasma capricolum (et annet geitpatogen ) til en løsning som inneholdt M. mycoides genetiske materiale og blandet det forsiktig i et minutt. Etter tre timers inkubasjon ble de resulterende mikrober utsatt for antibiotikumtetracyklin. Bare de cellene som absorberte M. mycoides- genomet overlevde.
Etter tre dager hadde store kolonier av blå, antibiotikaresistente mikrober dannet. Omtrent en av 150.000 av M. capricolummikroene hadde absorbert det nye DNA og overført det til datterceller. Datterceller viste ingen spor av deres opprinnelige DNA mens de tok på seg hele form og funksjon av den opprinnelige bakterien, sier mikrobiologen Carole Lartigue fra Venter Institute, som ledet forskningen. "Resultatet er en ren forandring av en bakterieart i en annen, " skrev forskerne i Science.
"Vi vet ikke sikkert hvordan donorgenomet tar over, " sier mikrobiolog (og nobelpristageren) Hamilton Smith, også av Venter. "Vi har gjort eksperimenter som tyder på at donorgenomet har et restriksjonssystem som kan koble opp mottakerens kromosom og dermed ødelegge det." Eller tetracyklin kan ganske enkelt tørke ut alle de bakteriene som bærer det opprinnelige genomet, forteller Lartigue.
Så radikal som denne transformasjonen er - overfører en art til en annen ved å overføre bare den genetiske koden - representerer den bare det første skrittet mot menneskeskapte organismer. "Syntetisk biologi selv og det syntetiske genomet forblir fortsatt å bli bevist, men vi er mye nærmere å vite at det er teoretisk mulig, sier biolog J. Craig Venter. "Bare det nakne DNA, bare kromosomet selv uten ekstra proteiner, er alt som er nødvendig for å starte opp dette cellesystemet. Det forenkler virkelig oppgaven."
Målet er i siste instans å designe nye organismer som oppfyller spesifikke funksjoner, for eksempel å produsere nye drivstoff for å erstatte olje og gass eller fange karbondioksid, uten å utvikle seg slik at disse funksjonene er låst over tid. Venter håper å skape brensel fra en slik konstruert organisme innen et tiår eller mindre. Det neste trinnet er å forsøke å syntetisere kromosomet til en annen Mycoplasma i laboratoriet og overføre det, sier Venter.
Men denne teknikken er ikke sannsynlig å fungere i andre typer celler, og det er ikke laget noen syntetiske genomer, forteller Venter. Forskere forblir ikke i stand til å skape syntetisk liv i laboratoriet. "Hvis vi prøver å forstå opprinnelsen til liv og mobilliv, ville det være ideelt å ha alle kjemiske komponenter i en suppe for å spontant gå sammen og danne en celle, " sier Venter. "Vi er langt fra det."

I motsetning til Sylvester og Tweety får katter vanligvis sine fugler - opptil 3,7 milliarder av demNy sesong på den røde planetenSpørsmål & Svar: Lawrence Krauss på den største historien noensinne fortaltRing meg på MetaphoneVarmere hav knyttet til østkysten orkanutbruddVenter på reformer kan gi det vitenskapelige fellesskapet lindring fra Storbritannias farliggjørende skadereglerItalias oliventre måtte ikke dø6 Supercool Tech Toy Standouts på 2016 International Toy Fair [Slide Show]