Celá genetická abeceda obsahuje jen čtyři písmena. Ta se spojují do párů, které pak tvoří celou šroubovici DNA. Záleží jen na jejich uspořádání, aby vznikl motýl, hroch nebo člověk. To platilo celou dobu evoluce života na Zemi – až do současnosti. Vědci z The Scripps Research Institute (TSRI) teď oznámili vývoj prvního stabilního polosyntetického organismu.
Vědci poprvé vytvořili stabilní poloumělý život
Vycházeli ze studie, kterou publikovali již roku 2014, v níž se podařilo syntetizovat základní pár DNA. Díky zkušenostem z této práce dokázali vytvořit novou bakterii – ta má kromě čtyř přírodních bází (A, T, C a G), jež jsou v každém živém organismu, také dvě umělé báze, které nazvali X a Y.
Profesor Floyd Romesberg, který výzkum vedl, prokázal, že jejich jednobuněčný organismus je schopen si tyto dvě nové nukleové báze udržet nekonečně dlouho – a to i když se dělí a množí. Studie, jež tento úspěch popisuje, vyšla v lednovém čísle odborného časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
Praktické aplikace takového druhu organismu jsou ještě vzdálenou budoucností, ale vědci již naznačili, co by se s tím dalo podniknout. V budoucnu by se mohly takto vyrobené organismy dát využít například pro dopravu léků přesně na místo, kde by byly potřeba. Mohou mít vlastnosti, jaké jen jejich stvořitelé budou chtít, takže počet a rozmanitost aplikací je takřka nekonečný.
Jak stvořit položivot
Když Romesbergův tým roku 2014 oznámil stvoření nových nukleových bází, současně již tehdy dokázal vpravit tento pár do modifikované bakterie E. coli – ale nebyl schopen ji tam udržet. Když se E. coli dělila, báze X a Y z ní „vypadávaly“. Genom byl nestabilní, což bránilo jakémukoliv využití v praxi.
- Escherichia coli je tyčinkovitá bakterie pohybující se pomocí bičíků. Patří ke střevní mikrofloře teplokrevných živočichů, včetně člověka. E. coli patří k nejlépe prostudovaným mikroorganismům, jelikož je modelovým organismem pro genové a klinické studie.
Aby se dal organismus považovat za organismus, musí se udržet geneticky stabilní ne jeden den, ani celý jeho život, ale i v dalších generacích. A to se nyní povedlo díky dvěma mladým vědcům, kteří přišli na způsob, jak báze X a Y v organismu stabilizovat. Yorke Zhang a Brian Lamb vylepšili několik dříve použitých postupů, zejména přišli s optimalizovanou verzí báze Y – enzymy ji lépe rozpoznávají a také přijímají.
Nakonec vše otestovali pomocí nástroje CRISPR-Cas9, stále oblíbenější metody na editaci genů. Díky tomu se jim podařilo udržet X a Y v genomu E. Coli po 60 generací, což je podle vědců důkazem, že v ní vydrží napořád.
Nehrozí žádné riziko, uklidňuje autor práce
Romesberg při rozhovoru s novináři několikrát zdůraznil, že tato práce je určená pouze na editaci jednobuněčných organismů a rozhodně by neměla být užívána u složitějších organismů. A také, že doposud neexistuje jediná aplikace, která by jejich objevu dokázala využívat.
V rozhovoru pro deník Guardian Romesberg uvedl, že neexistuje riziko, že by se tento nový položivot mohl samovolně šířit nebo že by došlo ke scénáři z Jurského parku – tedy, že by se organismy začaly množit, přestože jsou stvořené tak, aby toho nebyly schopné. „Evoluce začíná tak, že si vezme něco podobného a pak se tomu začne přizpůsobovat a měnit se. Ale naše X a Y nejsou jako přirozená DNA, příroda s nimi nemá nic společného. Mnohokrát jsme otestovali, že když buňce neposkytneme X a Y, tak umírá, pokaždé.“