12.10.2010 17:16
Retsept: kuidas teha sünteetilisi organisme
Võtke kaheksa lühikest DNA lõiku, mis on kõigest 60 nukleotiidi pikkused, kombineerige need ensüümide ja reaktiivide seguga ning inkubeerige seda tund aega 50 kraadi juures.
Selle lihtsa retsepti järgi on teadlastel võimalik kõigest viie päevaga sünteesida hiire mitokondri genoom, kirjutas Nature News.
See on hetkel sünteetilise bioloogiaga tegelevate teadlaste jaoks kõige lihtsam tehnoloogia, mis võimaldab disainida ja konstrueerida geenide järjestusi, loomaks sünteetilisi vaktsiine ja ravimeid või rakendada mikroobe alternatiivse energia tootmise juures.
Aasta alguses avaldasid USAs asuva J. Craig Venteri Instituudi ja San Diego ülikooli teadlased, et nad lõid tühja koha pealt bakteriaalse genoomi ja kasutasid seda rakule täieliku taaskäivituse tegemiseks.
Osade varasemas uuringus osalenud teadlaste poolt ajakirja Nature Methods netiversioonis avaldatud värske uuring tugineb samale ideele - moodustada genoom väiksematest segmentidest.
Sünteetilise bakteriaalse genoomi konstrueerimist alustasid teadlased umbes 1100 DNA segmendiga, mis osteti sekveneerimisega tegelevast ettevõttest ja olid 1000 nukleotiidi pikkused.
Nad sisestasid need pärmirakku, mis need omavahel sidus.
Mõlemat uuringut juhtinud Daniel Gibsoni sõnul on neil nüüd olemas meetod, mis võimaldab ise 1000 nukleotiidi pikkusi DNA lõike luua.
Gibsoni sõnul on firmade käest ostetud pikkade DNA lõikude peamiseks probleemiks see, et keegi tea, kuidas nukleotiide väga suure täpsusega konkreetseks ahelaks siduda ning need vead kanduvad omakorda üle lõpptulemusele.
Ainus viis kindlustamaks, et sünteetilises genoomis vigu ei esineks, on kõikide lõikude sekveneerimine, mis aga aeglustab kogu protsessi.
Korraga kaheksa omavahel sobivaks tehtud üksikahela fragmendi inkubeerimise tulemusel said nad 75 kaksikahela lõiku.
Seejärel sisestasid teadlased need E.coli bakterisse ning leiutasid tekkinud kloonide sekveneerimiseks automatiseeritud protsessi, mis tuvastas need kloonid, millel oli nende poolt luua soovitud genoomi järjestus.
Gibsoni sõnul kasutasid nad E.coli bakterit, et vead välja filtreerida.
See tehnoloogia võimaldab Massachusettsi tehnoloogiainstituudi sünteetilise bioloogiaga tegeleva teadlase Ron Weissi sõnul palju efektiivsemalt konstrueerida suhteliselt suuri DNA lõike, milles ei esine vigu.
Tema arvates suurendab see võimalusi suurte alustasandi geneetiliste ahelate konstrueerimiseks ning sellele leidub kasulikke rakendusi. Sünteetiline bioloogia võimaldab näiteks toota vaktsiine.
Gibsoni arvates annab nende poolt leiutatud tehnoloogia võimaluse pidevalt muteeruva gripiviiruse jaoks väga kiiresti sünteesida uue viiruse, et luua selle põhjal uus vaktsiin.