Фото: pixabay.com
Американські вчені повністю переписали генетичний код кишкової палички Escherichia coli, внісши в її геном понад 62 тисяч змін. Отриманий мікроорганізм буде повністю стійкий до всіх відомих вірусів, не зможе обмінюватися генами з іншими бактеріями і буде синтезувати раніше неіснуючі білки.
Зазвичай білки складаються з 20 типів амінокислот, проте модифікована E.coli використовує для синтезу поліпептидів чотири додаткові штучні амінокислоти. Оскільки останні не існують в природному середовищі, організм не зможе рости і розмножуватися поза лабораторними умовами.
ДНК будь-якого живого організму утворена чотирма типами нуклеотидів: A, Т, G і C. Кожен триплет (трійка) нуклеотидів кодує одну з 20 білкових амінокислот. Оскільки загальне число можливих комбінацій досягає 64, безліч триплетів є надлишковими.
Наприклад, цілих три комбінації – TAG, TAA і TGA – є стоп-кодонами, тобто сигналізують про припинення синтезу білка в процесі трансляції. Однак вчені вирішили використовувати зайві триплети для кодування нових амінокислот.
Раніше дослідники змогли відредагувати 314 триплетів TAG в кишкової палички, тепер вони планують змінити сім різних кодонів. Оскільки це вимагає внести в геном бактерії 62 тисячі змін, біологи спочатку синтезували короткі відрізки ДНК завдовжки близько двох тисяч нуклеотидів. Вони були зшиті разом, а потім впроваджені в E.coli.
Дослідники виявили ряд виникли летальних мутацій, проте вони сподіваються, що дефекти вдасться швидко виправити. За оцінками авторів роботи, синтетична бактерія з'явиться на світ максимум через чотири роки.
У майбутньому дослідники планують створити несприйнятливі до вірусів стовбурові клітини людини і сільськогосподарських тварин. Такі клітини можуть бути використані для виробництва вакцин і органів для пересадки.