Получены дрожжи с 6 искусственными хромосомами
Синтетическая биология занимается либо воспроизведением того, что уже существует в природе, либо созданием таких элементов, которых в природе не существует вовсе. Сенсации в этой области начались с создания в 2003 году в лаборатории Крейга Вентнера искусственного генома бактериофага φX174 — вируса, который в своё время стал и первым организмом с полностью прочитанным геномом. Геном вируса состоял из 5386 «кирпичиков» ДНК — нуклеотидных оснований.
Затем последовал синтез генома бактерии, которым также занимался Крейг Вентнер, ставший к тому времени живой легендой. У природных Mycoplasma mycoides геном состоит из 1079 000 оснований. Команде Вентнера удалось минимизировать геном микоплазмы, «выбросив» из него гены, отсутствие которых не сказывалось на способности клетки жить и размножаться, и в версии 3.0 осталось всего 473 гена или 531 тысячи оснований — почти вдвое меньше, чем в оригинале. Бактерию с сокращенным и полностью искусственным геномом назвали Синтией и представили публике в 2010 году. В её геноме команда Вентнера зашифровала и кое-что, не имеющее отношение к жизнедеятельности клетки — адрес вебсайта лаборатории, имена ведущих исследователей и несколько цитат, в том числе одну — из Ричарда Фейнмана — о том, зачем всё это вообще нужно: «Я не смогу до конца понять то, чего не могу создать».
До некоторых пор Крейг Вентнер оставался пионером и единственным игроком на поле создания синтетических геномов, но после рождения Синтии стали появляться другие энтузиасты новой науки. Сейчас международный консорциум Synthetic Yeast Genome Project (Sc2.0) работает над созданием первого эукариотического организма с полностью искусственным геномом. Дело в том, что бактерии представляют собой очень простую форму жизни по сравнению с теми, у которых в клетке есть ядро — эукариотами. К последним относятся и дрожжи, и люди, и задача воссоздания генома эукариотов гораздо масштабнее. Так, у дрожжей ДНК состоит уже из 12,5 миллионов оснований — это на два порядка больше, чем у Mycoplasma mycoides.
Sc2.0 начали с одной хромосомы дрожжей (всего их 16), а на прошлой неделе вышел специальный номер журнала Science, состоящий из пяти работ участников консорциума, в которых описывались разные аспекты синтеза и дизайна ещё пяти хромосом. Искусственные хромосомы удалось пересадить в живые клетки как поодиночке, так и все вместе. Дрожжи с искусственными хромосомами активно размножаются и чувствуют себя отлично, что говорит о том, что при синтезе ДНК генетики не сделали ошибок, которые повлияли бы на жизнеспособность организма. Сейчас участники консорциума уверены в успехе проекта, окончательная цель которого — синтез всех 16 хромосом и создание первого сложного организма с искусственным геномом.
Пока синетические генетики занимаются своими экспериментами в основном ради самого процесса: ищутся и совершенствуются методы, создаётся специальное ПО, и, главное — раз за разом подтверждается самая возможность подобных манипуляций с геномом. В будущем живые существа, созданные компьютером и человеком, можно будет приспособить для выполнения специфических функций — например, производить лекарства или утилизировать отходы, в том числе и химические.