Tým vědců z Velké Británie pod vedením odborníků z University of Nottingham a Imperial College London dokončil konstrukci syntetického chromozomu. Jde o součást rozsáhlého mezinárodního projektu, který chce vytvořit první kompletní syntetický genom kvasinek na světě.
Vědci dokončují první syntetický organismus, vytvořili další umělý chromozom kvasinek
Největší projekt v syntetické biologii se snaží vytvořit kompletně umělý genom. Cílem je vyrobit laboratorně syntetický genom pivních kvasinek. Projekt se jmenuje Sc2.0; je to narážka na to, že jde o verzi 2.0 klasické pivovarské kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Vznikl před patnácti lety. Vědci si vybrali tento organismus proto, že se jeho genom skládá z pouhých šestnácti chromozomů.
Právě dokončili desátý z nich, definitivně by měl projekt dospět do konce už roku 2024. Každý ze spolupracujících týmů má za úkol vytvořit jeden chromozom. Prvních pět bylo dokončeno v březnu roku 2017.
Jedná se o první pokus o vytvoření syntetického genomu eukaryotického organismu, tedy živého organismu s jádrem, jako jsou živočichové, rostliny a houby.
Lidé a kvasinky: spolupráce stará tisíce let
Lidstvo spojuje s kvasinkami dlouhá historie. Šlo o jeden z prvních domestikovaných organismů. Už lidé před tisíci lety je využívali a vylepšovali pro pečení, ale i vaření piva. V současné době je navíc využívá věda jako takzvané modelové organismy, na nichž se dá testovat chování buněk. Lidstvo se je naučilo používat pro výrobu nejrůznějších chemických látek. Díky tomu všemu patří genom kvasinek a jeho chování k těm vůbec nejlépe popsaným.
Britskému týmu trvalo dokončení „svého chromozomu“ deset let. Jejich syntetický chromozom XI se skládá z přibližně 660 tisíc párů bází, což jsou „písmena“ tvořící kód DNA. Tento syntetický, v laboratoři poskládaný, chromozom nahradil jeden z přirozených chromozomů kvasinkové buňky a po náročném ladění teď umožňuje buňce růst stejně kvalitně jako té přirozené. Syntetický genom nejenže pomůže vědcům pochopit, jak genomy fungují, ale bude mít i řadu praktických aplikací.
Syntetický genom totiž není přímou kopií přirozeného genomu. Vědci ho navrhli tak, aby měl nové vlastnosti, které buňkám dávají nové schopnosti, jež se v přírodě nevyskytují. Jedna z těchto změn například přinutí buňky, aby promíchaly obsah svých genů, a vytvořily tak miliony různých verzí buněk s různými vlastnostmi. V laboratoři je pak snadné vybrat ty s vylepšenými vlastnostmi pro širokou škálu aplikací v medicíně, bioenergetice a biotechnologiích.
Praktické uplatnění
Až vědci dokončí projekt, budou schopní měnit genetický kód pivovarských kvasnic tak, aby se naučily nové triky – například přetvářet cukry na jiné látky. Anebo donutí buňky, aby naopak vyráběly alkoholu více, což se může lidstvu velmi hodit například při vývoji biopaliv.
Ještě důležitější než výzkum konkrétního druhu organismu je ale význam pro budoucí poznání. Schopnost vytvářet nové organismy, „psát nové genetické knihy“ u mnoha jiných druhů organismů, je pro genetické inženýrství mekkou, k níž celá tato věda směřuje.
Autoři výzkumu jsou si dobře vědomi, že jejich práce může vzbuzovat etické otázky. „Nehrajeme si na Boha,“ komentovali své snažení v roce 2017 při oznámení úspěchu s prvními pěti chromozomy. Přepisování genomu pokládají spíše než za stvoření života za jeho domestikaci: „Psa také nikdo nestvořil; (naši předkové) jen vylepšili vlka,“ dodala hlavní autorka práce Sarah Richardsonová.